Đồ án II tìm hiểu các vấn đề môi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí thải

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
_________________________OOO_________________________

ĐỒ ÁN II

Tìm hiểu các vấn đề môi trường trong
ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ
thống xử lý khí thải
Phạm Nhật Nam - 20152600

Ngành Kỹ thuật Môi trường Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Giảng viên hướng dẫn: TS. Văn Diệu Anh
Chữ ký của GVHD

Bộ môn: Quản lý Môi trường
Viện: Khoa học và Công nghệ Môi trường

HÀ NỘI, 01/2021


TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
NAM
Viện KH&CN Mơi Trường

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
----- oOo -----

ĐỒ ÁN II

Sinh viên thực hiện: Phạm Nhật Nam
Số hiêụ sinh viên: 20152600
Lớp: Mơi trường 02
Khóa: 60
Chun ngành: Quản lý môi trường
Họ và tên giáo viên hướng dẫn: TS. Văn Diệu Anh

1. Tên đề tài đồ án
Tìm hiểu các vấn đề môi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ
thống xử lý khí thải.
2. Các phần thuyết minh và tính tốn.
- Mở đầu.
- Tổng quan về ngành sản xuất xi măng.
- Sơ đồ công nghệ và dòng thải.
- Cơ sở sản xuất xi măng cụ thể.
- Đặc tính và định lượng dịng thải của cơ sở.
- Đề xuất phương án bảo vệ môi trường.
- Đánh giá tính khả thi của đề xuất lựa chọn.
- Kết luận.

Hà Nội, ngày tháng năm 2021
Giáo viên hướng dẫn
(Họ tên và chữ kí)



Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................1
CHƯƠNG I....................................................................................................................................2
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT XI MĂNG...................................................................2
1.1. Lịch sử ra đời của xi măng.................................................................................................2
1.2. Tình hình phát triển ngành công nghiệp xi măng trong nước và trên thế giới...................2
1.2.1. Trên thế giới.................................................................................................................2
1.2.2. Ở Việt Nam..................................................................................................................3
1.2.3. Tình hình sản xuất kinh doanh của Tổng công ty Công nghiệp xi măng Việt Nam....5
1.3. Công nghệ sản xuất xi măng...............................................................................................5
1.4. Các dạng khí thải từ lị nung xi măng và nguồn gốc phát sinh...........................................5
1.4.1. Bụi................................................................................................................................5
1.4.2. Khí thải........................................................................................................................6
1.4.2.1. Khí CO và CO2.....................................................................................................6
1.4.2.2. Khí SO2.................................................................................................................6
1.4.2.3. Khí NOx................................................................................................................6
1.4.2.4. Khí HF...................................................................................................................7
1.4.2.5. Tro và khói............................................................................................................7
1.5. Tác hại của bụi và khí thải do lị nung clinker gây ra.........................................................7
CHƯƠNG II................................................................................................................................10
CÔNG TY CỔ PHẦN XI MĂNG BỈM SƠN..............................................................................10
2.1. Giới thiệu về Công ty Cổ phần Xi măng Bỉm Sơn...........................................................10
2.1.1. Tổng quan về cơng ty.................................................................................................10
2.1.2. Q trình sản xuất của Công ty Cổ phần Xi măng Bỉm Sơn.....................................10
2.1.2.1. Công nghệ sản xuất xi măng của công ty............................................................10
2.1.2.2. Nguyên liệu, nhiên liệu đầu vào và dòng thải đầu ra..........................................13
2.2. Định lượng dịng khí thải trong q trình nung clinker sản xuất xi măng của cơng ty.....13
2.2.1. Định lượng dịng khí thải trong q trình sản xuất xi măng của cơng ty...................13
CHƯƠNG III...............................................................................................................................18

ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN KIỂM SỐT THẢI CƠNG TY XI MĂNG BỈM SƠN....................18
3.1. Các kỹ thuật xử lý hiện có................................................................................................18
3.1.1. Kỹ thuật xử lý bụi......................................................................................................18
3.1.2. Các kỹ thuật xử lý SO2...............................................................................................21
3.1.3. Các kỹ thuật xử lý NOx..............................................................................................22
3.2. Phân tích các yêu cầu và cơ sở đề xuất.............................................................................22

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60
3.3. Đề xuất và đánh giá tính khả thi.......................................................................................23
3.3.1. Đề xuất phương án kỹ thuật xử lý khí thải................................................................23
3.3.2. Đánh giá tính khả thi của đề xuất..............................................................................25
KẾT LUẬN..................................................................................................................................27
Tài liệu tham khảo.......................................................................................................................28

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

Danh Mục Bảng
Bảng I.1 - Các nước tiêu thụ nhiều xi măng nhất thế giới.
Bảng I.2 - Tác hại của khí SO2 đến động vật với nồng độ khác nhau.
Bảng II.1 - Bảng hệ số phát thải của khí thải sản xuất xi măng.
Bảng II.2 - Bảng thải lượng của khí sản xuất xi măng 1 ngày theo phương pháp khô.
Bảng II.3 - Bảng thải lượng của Bụi và SO2 trong 1 ngày theo phương pháp ướt.
Bảng II.4 - Thành phần hóa học của 1 kg than.
Bảng II.5 - Bảng nồng khí thải sản xuất xi măng trong 1 ngày theo phương pháp khơ.
Bảng II.6 - Bảng nồng khí thải sản xuất xi măng trong 1 ngày theo phương pháp ướt.
Bảng II.7 - Bảng nồng độ khí thải sản xuất xi măng theo quy chuẩn QCVN 23:
2009/BTNMT.
Bảng II.8 - Hệ số cơng suất Kp.
Bảng II.9 - Bảng nồng độ khí thải tối đa cho phép trong sản xuất xi măng theo phương
pháp khô.
Bảng III.1 - Các kỹ thuật xử lý bụi.
Bảng III.2 - Các kỹ thuật xử lý SO2.
Bảng III.3 - Các kỹ thuật xử lý NOx.
Bảng III.4 - Thông số khái thải sản xuất xi măng qua xử hệ thống lọc bụi tay áo 01,
mg/Nm3.
Bảng III.5 - Thông số khái thải sản xuất xi măng qua xử hệ thống lọc bụi tay áo 02,
mg/Nm3.
Bảng III.6 - Thông số khái thải sản xuất xi măng qua xử hệ thống xử lý SO2 01,
mg/Nm3.
Bảng III.7 - Thông số khái thải sản xuất xi măng qua hệ thống xử lý SO2 02, mg/Nm3.
Bảng III.8 - Thông số khái thải sản xuất xi măng qua hệ thống xử lý NOx 01, mg/Nm3.
Bảng III.9 - Thông số khái thải sản xuất xi măng qua hệ thống xử lý NOx 02, mg/Nm3.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551

Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

Danh Mục Hình
Hình II.1 - Các giai đoạn sản xuất xi măng.
Hình II.2 - Sơ đồ cơng nghệ sản xuất xi măng lị quay phương pháp ướt.
Hình II.3 - Sơ đồ cơng nghệ sản xuất xi măng lị quay phương pháp khơ.
Hình III.1 - Hệ thống xử lý khí thải đề xuất.

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

LỜI MỞ ĐẦU
Ơ nhiễm khơng khí là vấn đề cấp thiết của tồn thế giới nói chung và Việt Nam
nói riêng, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp vấn đề này đang trở nên khó
khăn hơn. Việt Nam là một nước công nghiệp đang phát triển với nguồn tài ngun
khống sản dồi dào kéo theo các ngành cơng nghiệp nặng như xây dựng, khai khống…
ln được đầu tư và phát triển mạnh mẽ, trong đó khơng thể khơng kể đến ngành công
nghiệp sản xuất xi măng, được biết đến ở Việt Nam từ năm 1975 sau 40 năm xây dựng
và phát triển ngành đã có sự nhảy vọt nhờ khoa học công nghệ tiên tiến được lan rộng ra
khắp cả nước và là ngành kinh tế hàng đầu của quốc gia. Nhưng kéo theo đó là hệ quả

về môi trường nghiêm trọng đặc biệt là ô nhiễm không khí ảnh hưởng trực tiếp đến đời
sống sức khoẻ của người dân và mơi trường. Vì vậy việc đánh giá mức độ ô nhiễm, đề
xuất các giải pháp xử lý những ơ nhiễm đó ngày càng quan trọng hơn nhằm mục đích
cải thiện về chất lượng mơi trường nói chung và đời sống con người nói riêng.

1
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT XI MĂNG
1.1. Lịch sử ra đời của xi măng.[1]
Vào thời tối cổ, con người đã biết đến đá vôi và đất sét sử dụng chúng như một
thứ vữa để gắn kết các viên đá lại với nhau. Khoảng 3000 năm trước Công nguyên
người Ai Cập dung vơi tơi làm vật liệu chính. Năm 1000 năm trước Công nguyên, người
Hy Lạp dung vôi tôi trộn với đất núi lửa ở Santorin. 100 năm trước Công nguyên người
La Mã dung vôi và tro núi lửa miền Puzzolles tạo thành một vật liệu mới gọi là bê tơng.
Thế kỷ I, các kiến trúc La Mã viết: “Có một loại bột được tìm thấy gần vùng
Vennuvious mang những tính chất kỳ lạ. Loại ột này khi trộn với vơi và mủ cao su thì
khơng những thích hợp cho việc xây dựng nhà cửa mà cịn có thể đơng cứng trong
nước”. Sau đó người La Mã phát minh ra xi măng (nhưng không cốt thép) dung trong
xây dựng nhưng công thức xi măng của họ ị thất truyền. Năm 1750 Smeaton khi xây
dựng hải đăng Eddyston vùng Cornualles, ông khám phá rằng: chất kết dính tốt nhất là
hỗn hợp giữa đá vôi và đất sét.

Năm 1789 một loại xi măng chất lượng mới được kĩ sư Smeaton (Anh) phát minh
ra ằng việc cho thêm sự có mặt của đất sét cuội sét hoặc đá vôi. Năm 1812, Louis Vicat
(Pháp) hoàn chỉnh khám phá của Smeaton ằng cách xác định tỷ lệ của hỗn hợp. Năm
1824 Joseph Aspdin với sang chế chất kết dính trên cơ sở nung hỗn hợp 3 phần đá vôi
và một phần đất sét. Và 20 năm sau, Isaac Charles đẩy thêm một bước nữa bằng cách
nâng cao nhiệt độ nung tới mức làm nóng chảy một phần nguyên liệu trước khi kết nối
thành clinker.
Từ thời tối cổ con người đã iết sử dụng đất sét và vơi kết dính những viên đá lại
với nhau. Phải trải qua một quá trình rất dài các nhà nghiên cứu đã tìm tịi thêm những
cơng thức mới, hợp chất mới để tạo nên một hợp chất kết nối vững chắc là xi măng. Đó
là thành tựu lớn của khoa học nghiên cứu và ứng dụng của lồi người.
1.2. Tình hình phát triển ngành cơng nghiệp xi măng trong nước và trên thế giới.
1.2.1. Trên thế giới.[2]
- Năm 2002, nhu cầu xi măng toàn thế giới đạt 1,7 tỷ tấn.
- Năm 2004 là 2,16 tỷ tấn.
- Năm 2005 (dự kiến) là 2,246 tỷ tấn (tăng gần 4% so với năm 2004). Riêng
Trung Quốc năm 2005 ước tính đạt 1,06 tỷ tấn (tăng 9,2% so với năm 2004).
- Nhu cầu xi măng toàn thế giới năm 2020 là 3,06 tỷ tấn (riêng nhu cầu của các
nước đang phát triển chiếm 84%).
- Đến năm 2004, tồn thế giới có 163 nước sản xuất xi măng với 1655 nhà máy
và 344 cơ sở nghiền xi măng với tổng công suất là 2,1 tỷ tấn gới gần 900000 người làm
việc.
TT
1

Bảng I.1 - Các nước tiêu thụ nhiều xi măng nhất thế giới.
Tên nước
Lượng xi măng tiêu thụ (triệu tấn)
2000
2001

2002
2003
Trung Quốc
585,0
620,0
719,0
858,0

2004
963,0
2

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

Ấn Độ
Mỹ
Nhật Bản
Hàn Quốc
Tây Ban Nha
Italia
Nga
Braxin
Iran
Mehico
Thổ Nhĩ Kỳ
Indonexia
Đức
Việt Nam
Thái Lan
Ai Cập
Ả Rập Xê Út
Pháp
Malaysia

92,5
90,3
110,9
117,5
125,4
114,5
116,5
110,6
114,8
120,9
72,3
68,6
64,4
60,1
56,0
48,0
50,1
54,3
58,3
54,9
38,4
42,2
44,1
46,2
47,2
38,3
39,5
41,3
43,5

45,0
30,6
33,3
35,9
38,5
41,5
39,4
38,5
37,5
33,6
33,7
21,0
23,4
27,0
30,0
33,0
29,8
28,3
29,5
30,1
31,3
31,5
25,3
26,8
28,1
29,3
22,4
25,6
27,2
27,5

28,4
35,4
30,5
29,0
27,8
26,7
13,7
16,9
20,6
24,4
26,0
17,9
18,5
21,8
23,5
25,6
26,3
26,7
27,2
26,6
24,5
15,4
18,0
20,8
22,7
24,0
20,6
20,7
20,7
20,7

21,8
11,8
11,8
11,9
15,2
16,5
(Nguồn tin: T/C Vật liệu Xây dựng đương đại, tháng 8/2005)

1.2.2. Ở Việt Nam.[3]
Xi măng là một trong những cơ sở cơng nghiệp được hình thành và phát triển
sớm nhất ở Việt Nam (cùng với các ngành than, dệt, đường sắt…). Cái nôi đầu tiên của
Ngành xi măng Việt Nam là nhà máy xi măng Hải Phòng, được khởi công xây dựng
ngày 25/12/1899 với nhãn mác con Rồng Xanh, Rồng Đỏ đã có mặt tại hội trợ triển lãm
Liege (Pháp) năm 1904 và hàng vạn tấn xi măng Hải Phịng đã có mặt trên thị trường
tiêu thụ ở các nước như vùng Viễn đông, Vladivostoc, Java (Indonexia), Hoa Nam
(Trung Quốc), Singapore…
Trước yêu cầu cấp bách về xi măng chất lượng cao phục vụ cho công cuộc xây
dựng đất nước và chuẩn bị kế hoạch 5 năm lần thứ III (1981 - 1985), để phát huy năng
lực sản xuất của các nhà máy xi măng đã và đang đầu tư mới, ngày 7/9/1979 Hội đồng
Chính phủ đã ban hành Quyết định số 308/CP thành lập Liên hiệp các xí nghiệp xi
măng. Ngày 1/4/1980 Liên hiệp các xí nghiệp xi măng bắt đầu đi vào hoạt động trong
phạm vi cả nước. Ngày 1/6/1980 Cơng đồn Liên hiệp các xí nghiệp xi măng được
thành lập theo Quyết định số 135/VP của Thường vụ cơng đồn xây dựng Việt Nam.
Sau hơn 13 năm hoạt động, ngày 05 tháng 10 năm 1993 Bộ Xây dựng có Quyết
định số 456/BXD-TCL đổi tên Liên hiệp các xí nghiệp xi măng thành Tổng Cơng ty Xi
măng Việt Nam, tiếp theo đó Thủ tướng Chính phủ có Quyết định số 670/TTg ngày
14/11/1994 thành lập Tổng Công ty Xi măng Việt Nam hoạt động theo mơ hình Tổng
cơng ty 91 trên cơ sở sắp xếp lại các đơn vị lưu thong, sự nghiệp của Ngành xi măng với
nhiệm vụ chính trị to lớn là sản xuất thật nhiều xi măng cho Tổ quốc. Vào năm 1994,
sản lượng xi măng của Tổng Công ty Xi măng Việt Nam là 1,4 triệu tấn.

Đến nay đã có khoảng 90 Cơng ty, đơn vị tham gia trực tiếp sản xuất và phục vụ
sản xuất xi măng trong cả nước, trong đó: khoảng 33 thành viên thuộc Tổng Công ty Xi
măng Việt Nam, 5 Công ty lien doanh và hơn 50 Công ty nhỏ và các trạm nghiền khác.
3
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

Trong những năm qua ngành xi măng đóng góp một phần không nhỏ vào tốc độ
tăng trưởng kinh tế Việt Nam, tring bình từ 10 - 12% GDP. Vì thế Chính phủ xác định xi
măng là ngành phát triển chiến lược nhằm hỗ trợ phát triển kinh tế.
Trong những năm gần đây, một số nhà máy sản xuất xi măng lớn tập trung vào
nhiều thị trường trong nước do thị trường này đang tăng trưởng mạnh mẽ. Ngành công
nghiệp xi măng Việt Nam hiện nay đã có khoảng 14 nhà máy xi măng lị quay với tổng
cơng suất thiết kế là 21,5 triệu tấn/năm, 55 cơ sở xi măng lò đứng, lị quay chuyển đổi
tổng cơng suất thiết kế 6 triệu tấn/năm, khoảng 18 triệu tấn xi măng được sản xuất từ
nguồn clinker trong nước (ứng với 14,41 triệu tấn clinker).
Hầu hết các nhà máy sản xuất xi măng sử dụng phương pháp kỹ thuật khơ, ngoại
trừ những nhà máy có lò trộn xi măng đứng với thiết bị và kỹ thuật lạc hậu, thì những
nhà máy cịn lại có năng suất trộn xi măng từ 1,4 triệu đến 2,3 triệu tấn mỗi năm với
thiết bị và trình độ kỹ thuật thuật tương đương với những nhà máy khác ở Đông Nam Á.
Việt Nam đang có khoảng 31 dự án xi măng lị quay với tổng cơng suất thiết kế là 39
triệu tấn được phân bố ở nhiều vùng miền trên cả nước (Đa số tập trung ở miền Bắc,
miền trung và chỉ có 4/31 nằm ở miền Nam).
Hiện nay các nhà máy xi măng phân bố không đều giữa các khu vực. Hầu hết các

nhà máy tập trung nhiều tại miền Bắc nơi có vùng nguyên liệu đầu vào lớn, trong khi đó
các nhà máy lớn phía Nam rất hạn chế. Do đó nguồn cung cấp xi măng ở phía Bắc thì
đang dư thừa trong khi phía Nam lại thiếu hụt.
* Một số doanh nghiệp xi măng trong nước.
- Công ty Cổ phần Xi măng Bỉm Sơn (Phường Ba Đình, thị xã Bỉm Sơn, tỉnh
Thanh Hóa).
Cơng ty Cổ phần Xi măng Bỉm Sơn tiền than là nhà máy Xi măng Bỉm Sơn ra
đời vào những năm 80 (04/03/1980) của thế kỷ trươc tại Thanh Hóa nơi có vị trí địa lý
rất thuận lợi cho việc khai thác nguyên vật liệu đầu vào của ngành xi măng, nhà máy có
cơng suất thiết kế 1,2 triệu tấn/năm với thiết bị công nghiệp hiện đại của Liên Xô. Công
ty Cổ phần Xi măng Bỉm Sơn là doanh nghiệp nhà nước, trực thuộc Tổng Cơng ty Xi
măng Việt Nam, có chức năng tổ chức sản xuất, cung ứng xi măng cho khách hàng trên
địa bàn được phân công đảm nhiệm. Với công suất của dây chuyền và năng lực nội tại,
Công ty Xi măng Bỉm Sơn có đủ khả năng sản xuất phục vụ nhu cầu xuất khẩu xi măng
và clinker cho các nước trong khu vực. Tháng 3/1994, Thủ tướng Chính phủ đã phê
duyệt dự án đầu tư cải tạo hiện đại hóa dầy chuyền số 2, chuyển đổi công nghệ sản xuất.
Dự án này được khởi công ngày 13/01/2001 do hãng IHI Nhật Bản trúng thầu thực hiện
thiết kế và cung cấp thiết ị kỹ thuật nhằm nâng cơng suất lị nung số 2 từ 1750 tấn
clinker/ngày lên 3500 clinker/ngày. Năm 2008 công ty thực hiện dự án nâng công suất
nhà máy lên 3.8 tấn xi măng/năm.
Thị phần: Sản phẩm xi măng và clinker của công ty được tiêu thụ trên các thị
trường Quảng Ngãi trở ra. Riêng clinker công ty chủ yếu bán cho đơn vị lien kết là công
ty thạch cao xi măng Hải Vân. Đặc biệt tại Thanh Hóa, Hà Tĩnh, Nam Định thị phần tiêu
thụ xi măng của công ty chiếm tới hơn 80%. Tại các đại lý chi nhanh lớn của cơng ty thì
thị phần tiêu thụ cũng lên tới 30-40% như Ninh Bình, Sơn La và Hà Tây là 60-65%.
Kế hoạch: Giữa năm 2009 toàn bộ các cơng đoạn nâng cấp chính thức đi vào hoạt
động. Cơng suất tồn cơng ty là 3.85 triệu tấn/năm.
4
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551

Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

- Cơng ty Xi măng Hồng Thạch (Thị trấn Minh Tâm – Kinh Mơn – Hải
Dương).
Nhà máy xi măng Hồng Thạch (nay là Cơng ty xi măng Hồng Thạch) được
thành lập theo quyết định số: 333/BXD-TCCB ngày 04/03/1980 của Bộ xây dựng. Cơng
ty xi măng Hồng Thạch là đơn vị thành viên của Tổng Công ty Xi măng Việt Nam.
Hiện nay cơng ty có 2 dây chuyền sản xuất, cơng suất thiết kế cho cả 2 dây chuyền là
2,3 triệu tấn/năm, với công nghệ trang thiết bị hiện đại của vương quốc Đan Mạch.
Công ty đã cung cấp cho thị trường hơn 40 triệu tấn sản phẩm. Sản phẩm xi măng
Hoàng Thạch mang nhãn hiệu con Sư Tử “biểu tượng của sự bền vững, an toàn và ổn
định” đã tham gia xây dựng vào nhiều cơng trình trọng điểm của đất nước như: Bảo tang
Hồ Chí Minh, Cầu Thăng Long, Thủy điện Hịa Bình…
1.2.3. Tình hình sản xuất kinh doanh của Tổng cơng ty Cơng nghiệp xi măng
Việt Nam.[3][4]
Tổng kết Q I 2019 Tổng công ty Công nghiệp xi măng Việt Nam đã đạt được
kết quả sản xuất kinh doanh nhất định. Sản lượng sản xuất Clinker đạt 5.014 triệu tấn,
tăng 5.1%, sản lượng sản xuất xi măng đạt 5.7 triệu tấn, tăng 16.1% so với cùng kỳ.
Tổng sản phẩm tiêu thụ ước đạt 6.75 triệu tấn tăng 3.9% so với cùng kỳ, trong đó tiêu
thụ xi măng (bao gồm cả xuất khẩu) đạt 5.9 triệu tấn tăng 18% so với cùng kỳ. Riêng
tháng 3/2019 sản lượng tiêu thụ xi măng đạt trên 2.7 triệu tấn, tăng 27% so với cùng kỳ,
là mức tăng cao nhất từ trước đến nay. Lợi nhuận của tồn VICEM (chưa tính chênh
lệch tỷ giá cuối kỳ) tăng 24.3% so với cùng kỳ, trong đó lợi nhuận của khối các Công ty
Sản xuất Xi măng tăng 51.7% so với cùng kỳ.
1.3. Công nghệ sản xuất xi măng.

Nguyên liệu sản xuất xi măng là đá vôi, đất sét, cát, quặng sắt được pha trộn theo
đơn phối liệu cần thiết rồi nghiền trong máy nghiền (máy nghiền bi hoặc máy nghiền
đứng). Nghiền ướt hay nghiền khô phụ thuộc công nghệ đã lựa chọn. Phối liệu đã mịn
được đưa vào lò nung ở nhệt độ cao (1450 oC), kết khối thành clinker. Theo nguyên lý
hoạt động lò nung, ta chia cơng nghệ xi măng làm hai nhóm:
+ Sản xuất xi măng lò đứng.
+ Sản xuất xi măng lò quay.
Trong đó cơng nghệ sản xuất xi măng lị quay có 2 phương pháp sản xuất là:
phương pháp ướt và phương pháp khô.
- Nung clinke: quyết định chất lượng sản phẩm, quyết định chất lượng môi
trường.
- Ủ clinke: nhằm tạo sản phẩm cơ bản, có độ xốp, tăng độ kết dính
- Gia công nguyên liệu: đá vôi, đất sét, thạch cao, phụ gia xi măng được đập, cán,
sấy đạt tiêu chuẩn yêu cầu (150 – 300 mm) chứa vào Silo hoặc kho chứa
- Nghiền phối liệu: nguyên liệu được trộn theo đơn phối liệu, sau đó được nghiền
mịn đạt đến kích thước 0,06 – 0,07 mm. Nếu sản xuất theo phương pháp ướt bột nguyên
liệu sẽ được trộn với nước và nghiền trong máy nghiền bị ướt
- Nung clinke: phối liệu sau khi được nghiền mịn được đưa vào nung trong lò
nung
+ Phối liệu vào nung trong lò quay theo phương pháp ướt là dạng bùn
+ Phối liệu vào nung trong lị quay theo phương pháp khơ là dạng bột khơ
5
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

+ Phối liệu vào nung trong lò đứng là dạng cầu viên  bột liệu phải qua
máy vê viên tạo viên 8 - 12 mm.
Trong quá trình nung, dưới tác dụng của nhiệt độ cao, các cấu tử trong phối liệu
phản ứng với nhau tạo thành các thành phần oxit của xi măng.
Ở nhiệt độ khác nhau, các q trình hóa học thuận nghịch xảy ra khác nhau (nhiệt
độ cao nhất: 1450oC).
1.4. Các dạng khí thải từ lị nung xi măng và nguồn gốc phát sinh.[3][4]
1.4.1. Bụi.
Bụi là chất thải chủ yếu trong công nghệ sản xuất xi măng. Trong tất cả các cơng
đoạn đều phát sinh ra bụi. Bụi có nhiều dạng và kích thước khác nhau. Ở đây chúng ta
chia kích thước bụi thành hai dạng chủ yếu bụi thơ và bụi mịn. Bụi thải trong q trình
sản xuất xi măng là bụi nguyên liệu, nhiên liệu, clinker và xi măng. Hầu hết bụi này có
hàm lượng silic cao. Bụi xi măng có tính kiềm (chứa vơi) những hạt bụi mịn ≤ 5m có
khả năng đơng kết trong cơ quan hô hấp của người. Nơi thải ra bụi nhiều và phát tán xa
là các ống thơng gió của các máy nghiền, máy sấy và ống khói lị nung clinker.
1.4.2. Khí thải.
Khí thải phát sinh trong các cơng đoạn như sấy ngun liệu, lị nung. Đặc biệt là
cơng đoạn nung clinker. Đây là nguồn ơ nhiễm lớn nhất và có ảnh hưởng mạnh nhất tới
dân cư xung quanh. Trong thành phần khí thải ngồi bụi cịn có các chất độc hại như:
SO2, H2S, NOx, HF …
Khí SO2, CO2, NOx, CO được hình thành do quá trình cháy các nhiên liệu.
Trong quá trình sấy nguyên nhiên liệu, đặc biệt trong quá trình nung clinker, do sử dụng
nhiên liệu là than, các nguyên tố có trong nhiên liệu, phụ gia như: C, N, O, S, H, F khi
cháy sẽ tác dụng với oxy trong khơng khí sinh ra một lượng khí thải độc hại như COx,
SO2, NOx, HF… thoát ra theo ống thải gây ơ nhiễm mơi trường.
1.4.2.1. Khí CO và CO2.
Khí CO và CO2 sinh ra chủ yếu do 2 nguồn:
- Do q trình cháy của nhiên liệu có chứa cacbon: cacbon là thành phần chính
trong tát cả các loại than. Các phản ứng cháy này cung cấp nhiệt cho quá trình nung

clinker. Các quá trình xảy ra như sau:
2C + O2  2CO
2CO + O2  2CO2
C + H2O  CO + H2
C + CO2  2CO
Ngoài các phản ứng trên, các sản phẩm mới sinh ra cũng tác dụng lẫn nhau tạo nên
sản phẩm mới.
- Do quá trình phân hủy đá vơi ở nhiệt độ cao: Trong q trình nung clinker, do
thành phần đá vơi ngun liệu có chứa CaCO 3, MgCO3, CaSO4… Các chất này bị phân
hủy ở nhiệt độ cao, sinh khí CO2 theo phản ứng sau:
CaCO3  CaO + CO2 ↑
MgCO3  MgO + CO2↑
CO và Hydrocacbon: sinh ra do q trình cháy khơng hồn tồn.
Nếu thiết bị lò, buồng đốt được thiết kế và vận hành tốt lượng phát thải khí CO sẽ
thấp khơng đáng kể khoảng 200 ppm khi đốt than, hydrocacbon khoảng 200ppm.
1.4.2.2. Khí SO2.
6
Viện Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

Khí SO2 được hình thành do quá trình cháy các nhiên liệu có chứa hợp chất lưu
huỳnh, lị nung clinker, các lị đốt than để cháy. Lượng khí SO 2 được hình thành phụ
thuộc trực tiếp vào hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu
- Do đốt than trong lò, phản ứng xảy ra như sau:

S + O2  SO2
- Do phân hủy nguyên liệu: Một phần lưu huỳnh có trong nguyên liệu ở dạng
CaSO4, Na2SO4, K2SO4, CaS, Na2S, CS2 trong quá trình nung phân hủy tạo ra SO2.
1.4.2.3. Khí NOx.
Oxit của nitơ thường được gọi chung là NO x bao gồm NO và NO2… Khi NOx
được hình thành do quá trình cháy nhiên liệu, nitơ trong nhiên liệu và khơng khí khi
cháy bị oxy hóa để trở thành các oxit nitơ. Lượng NO x được tạo thành phụ thuộc vào
lượng dư khơng khí đưa vào buồng đốt và lượng nito có trong nhiên liệu.
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong lị, O 2 và N2 của khơng khí tác dụng với nhau
theo phản ứng thuận nghịch:
N2 + O2 ↔ 2NO
NO + 0,5O2 ↔ NO2
Ở gần ngọn lửa, NO chiếm 90 – 95% phần còn lại là NO 2. Trong các thiết bị cơng
nghiệp và trong khí quyển NO kết hợp với oxy tạo thành NO2.
Sự phát thải của NOx trong quá trình cháy bao gồm ba nguồn khác nhau:
- NOx tức thời: Nito và oxy có phản ứng rất nhanh dưới tác dụng xúc tác của hợp
chất cacbon hình thành trong ngọn lửa
- NOx do nhiệt: Nito và oxy tự do trong khơng khí kết hợp với nhau dưới tác dụng
của nhiệt độ cao
- NOx do nhiên liệu: Thành phần nito hữu cơ trong nhiên liệu tác dụng với oxy.
Thường có khoảng 10 – 50% nito trong nhiên liệu biến thành NOx trong quá trình cháy
Sự hình thành NOx trong sản phẩm cháy phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ ngọn
lửa, nồng độ N2 và O2 trong buồng đốt, thời gian lưu và tốc độ nguội của sản phẩm cháy.
1.4.2.4. Khí HF.
Khí HF chỉ sinh ra khi sử dụng các hợp chất có chứa flo làm phụ gia khống hóa.
Đầu tiên, các hợp chất này phân hủy thành F 2, sau đó F2 gặp hơi nước tạo ra HF theo
phản ứng:
F2 + H2  2HF
1.4.2.5. Tro và khói.
Trong nhiên liệu luôn chứa một lượng tro tỉ lệ với A p% trọng lượng. Khi cháy

lượng tro theo sản phẩm cháy thốt ra và tạo thành dạng ơ nhiễm bụi. Ngồi ra cịn có
những hạt nhiên liệu chưa cháy hết gọi là bồ hóng – đây cũng là sản phẩm cháy khơng
hồn tồn. Đơi khi có những hạt lỏng khơng cháy hoặc những giọt nhiên liệu lỏng chưa
cháy hết. SO3 trong khói thải có thể biến thành giọt sương axit sunfuric nếu có hiện
tượng đọng sương trên bề mặt thành ống, ống khói nhất là khi nhiệt độ khói thải thấp
(dưới 150oC). Khói là do các hạt bụi mịn dưới dạng sol khí với cỡ hạt từ 0,3 – 0,5µm do
khả năng tán xạ ánh sáng rất nhanh.
1.5. Tác hại của bụi và khí thải do lị nung clinker gây ra.[3][4]
* Bụi:
Bụi của xi măng ở dạng rất mịn tồn tại lơ lửng, khi hít vào phổi rất dễ gây bệnh
về đường hô hấp. Đặc biệt, khi hàm lượng SiO 2 tự do lớn hơn 2% có thể gây bệnh
7
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

silicon phổi. Ngồi ra, bụi theo gió phát tán rất xa, sa lắng xuống mặt đất và nước làm
hỏng đất trồng và suy thoái hệ thực vật. Bụi bám trên lá và thân cây làm cho thực vật
không quang hợp được Bụi xi măng thường gây kích thích cơ học, sinh phản ứng xơ hố
phổi, bệnh về đường hơ hấp.
* Khí CO và CO2.
CO: có ái lực mạnh với hồng cầu (hemoglobin) trong máu tạo ra cacboxyl
hemoglobin (COHb). Ái lực này của CO lớn hơn 200 lần ái lực của O 2 với hồng cầu làm
giảm khả năng vận chuyển O2 của máu. Khi nồng độ CO trong khơng khí bên ngoài và
thời gian tiếp xúc với hàm lượng CO tăng dần sẽ dẫn đến hàm lượng COHb tăng dần.

Ban đầu khi COHb tăng đến 2-5% thì hệ thống thần kinh trung ương bắt đầu bị ảnh
hưởng. Khi COHb tăng đến 10-20 % thì chức năng hoạt động của các cơ quan khác
nhau trong cơ thể bị tổn thương. Nếu hàm lượng COHb tăng đến  60 % tương ứng với
hàm lượng CO trong khơng khí bên ngồi là là 1000 ppm thì tính mạng bị nguy hiểm và
có thể dẫn đến tử vong.
CO2: Theo thống kế từ năm 2014 con người đã thải ra bầu khí quyển 35,9 tỷ tấn
CO2 mà chủ yếu là từ các hoạt động đốt than đá và khí tự nhiên của các nhà máy điện,
sản xuất phân bón, xi măng hay các quy trình cơng nghiệp khác.
Khí CO2 tuy khơng phải là khí q độc nhưng với nống độ lớn thì sẽ làm giảm
nồng độ oxy trong khơng khí, gây ra các tác hại như mệt mỏi, khó thở, kích thích thần
kinh, tăng nhịp tim và các rối loạn khác.
* Khí SO2:
SO2 là một khí tương đối nặng nên ở gần mặt đất, ngang tầm thở của con người.
Chính vì vậy, sự có mặt của SO2 trong khơng khí với nồng độ cao, thời gian dài sẽ gây
ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, động vật, thực vật và môi trường.
- Đối với con người: SO2 đi vào cơ thể thông qua hệ hô hấp, gây sưng niêm mạc
khi hàm lượng SO2 thấp nhưng khi hàm lượng SO2 cao (> 0,5 mg/m3) sẽ gây tức thở, ho,
viêm loét đường hô hấp và nếu có mặt cả SO 2 và SO3 thì sẽ gây co thắt phế quản thậm
chí là tử vong. Do dễ hịa tan trong nước nên SO 2 sau khi hít thở vào sẽ hịa tan vào máu
tuần hồn và hình thành axit H2SO3, H2SO4 gây rối loạn hệ chuyển hóa đường – protein,
thiếu vitamin B, C, gây hại cho cho hệ tạo huyết và tạo ra methemoglobin để tăng cường
quá trình oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ gây tắc nghẽn mạch máu và khó thở.
- Đối với động vật:
Bảng I.2 - Tác hại của khí SO2 đến động vật với nồng độ khác nhau.
mg SO2/m3
Tác hại
20 – 30
Giới hạn của độc tính
50
Kích thích đường hơ hâp, gây ho

130 – 260
Liều nguy hiểm sau khi hít thở 30 – 60 phút
1000 – 1300
Liều gây chết nhanh sau khi hít thở 30 – 60 phút
- Đối với thực vật: Rêu và địa y là loại nhạy cảm với khí SO 2 nhất. Khi nồng độ
SO2 khoảng 0,03 ppm gây ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của rau quả, 0,15 – 0,3 ppm
gây độc kinh niên và 1 – 2 ppm sẽ gây chấn thương lá cây sau vài giờ tiếp xúc. Ngoài ra,
mưa axit hình thành từ SO2 sẽ làm cản trở quá trình quang hợp, phá hoại các tổ chức bên
trong và làm suy giảm khả năng chống bệnh và sâu hại cho cây trồng.
- Đối với môi trường: SO2 bị oxi hóa thành SO3 trong khơng khí, khi gặp nước sẽ
tạo thành axit H2SO4 và đây cũng là nguồn gốc tạo ra mưa axit. Tác hại của mưa axit rất
8
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

nghiêm trọng và ảnh hưởng xấu dến các hệ sinh thái trên cạn, dưới nước, nguồn nước
mặt dần dần bị axit hóa. Hơn nữa, mưa axit cịn làm hủy hoại vật liệu, kim loại và các
cơng trình xây dựng.
* Khí NOx:
NOx bao gồm NO và NO2. Trong đó, NO2 là khí được quan tâm quản lý do khí
NO trong khí quyển sẽ nhanh chóng chuyển hóa thành NO2. Các nghiên cứu về phơi
nhiễm ngắn hạn cho thấy nồng độ NO2> 200 µg/m3 sẽ gây ra những ảnh hưởng xấu lên
hệ hô hấp. Một số nghiên cứu cho sự phơi nhiễm trong vịng 1 h với nồng độ NO 2 >500
µg/m3 gây ảnh hưởng cấp tính đến sức khỏe. Mặc dù ngưỡng phơi nhiễm NO 2 thấp nhất

có tác động trực tiếp lên chức năng của phổi của những người bị hen là 560 µg/m 3, phơi
nhiễm NO2 với nồng độ >200 µg/m3 đã cho thấy những phản ứng của phổi trong nhóm
những người bị hen.
* Khí HF:
Khí HF gây tác hại lớn đến cây xanh, đốt cháy đầu lá, làm rụng hoa quả, quả nhỏ,
lép, hạn chế sự sinh trưởng của cây.
Đối với con người khí HF gây viêm da, nếu tác động lâu dài có thể gây phá huỷ
cấu trúc của xương, gây bệnh về thận. Người bị nhiễm HF sẽ bị đau xương ức, ho ra
đờm hoặc ra máu, phù nề phổi. Những chỗ tiếp xúc với HF có thể bị loét.
CHƯƠNG II
CÔNG TY CỔ PHẦN XI MĂNG BỈM SƠN
2.1. Giới thiệu về Công ty Cổ phần Xi măng Bỉm Sơn.[3][4]
2.1.1. Tổng quan về công ty.
Công ty Cổ phần Xi măng Bỉm Sơn tiền thân là nhà máy xi măng Bỉm Sơn thành
lập vào năm 1980. Chính thức hoạt động theo mơ hình cổ phần hóa từ 05/2006, đến
tháng 11/2006 niêm yết trên sàn HNX, hiện hoạt động với vốn điều lệ 956 tỷ đồng.
Công ty Xi măng Bỉm Sơn là một công ty thành viên trực thuộc Tổng Công ty Xi măng
Việt Nam, nằm ở trung tâm thị xã Bỉm Sơn, cách Hà Nội 130km về phía Nam, sát kề
dãy núi Tam Điệp là ranh giới giữa Thanh Hóa và Ninh Bình.
Cơng ty có diện tích khoảng 50ha và nằm trong thung lũng đá vôi và đất sét, là
nguyên liệu chính để sản xuất xi măng. Đây là một vị trí rất thuận lợi, nguyền nguyên
liệu khai thác rất dồi dào và thuận tiện, về giao thơng có quốc lộ 1A chạy qua thị xã với
chiều dài 9,8km và đường sắt 9,2km nên rất thuận lợi cho việc sản xuất cũng như tiêu
thụ sản phẩm.
Năm 2019, thực hiện đề án tái cơ cấu của Tổng Công ty Xi măng Việt Nam,
thương hiệu xi măng Tam Điệp đã được sáp nhập vào xi măng Bỉm Sơn, hợp nhất thành
thương hiệu “Vicem Bỉm Sơn”. Việc sáp nhập này mang đến một sức mạnh mới, nâng
năng lực sản xuất hàng năm của Vicem Bỉm Sơn lên gần 3.85 triệu tấn clinker/năm.
2.1.2. Q trình sản xuất của Cơng ty Cổ phần Xi măng Bỉm Sơn.[8]
2.1.2.1. Công nghệ sản xuất xi măng của công ty.

Công nghệ sản xuất xi măng là thực hiện q trình hóa lý của một số dạng
khống tự nhiên thành một số dạng khoáng tự nhiên thành một số dạng khống mới có
khả năng tham gia phản ứng với nước tạo thành xi măng đã đông kết ổn định.
9
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

Dây chuyền sản xuất xi măng hiện nay của nhà máy chủ yếu dựa vào 2 công
nghệ sản xuất xi măng chính:
- Sản xuất xi măng lị quay theo phương phát ướt.
- Sản xuất xi măng lò quay theo phương pháp khô.
Tuy nhiên cả 2 phương pháp trên đều thông qua 3 giai đoạn sau:
Chuẩn bị phôi (Đất sét, đá
vôi, thạch cao...)

Đồng chất và nguyên
liệu

Nghiền Clinker và phụ
gia thành xi măng

Hình II.1 - Các giai đoạn sản xuất xi măng.
* Khai thác và chuẩn bị bột liệu: gồm các công đoạn từ khai thác đến vận
chuyển, gia công nguyên liệu thô, đồng nhất sơ bộ và nghiền liệu.

* Nung và làm nguội Clinker: gồm các công đoạn từ khâu đồng nhất bột liệu,
nung Clinker đến làm nguội Clinker và đổ vào silo chứa Clinker.
* Nghiền xi măng và đóng bao: gồm các cơng đoạn từ nghiền xi măng đến đóng
bao và xuất xi măng rời, xi măng bao.
Tùy thuộc vào tính chất cơ lý, hóa học của nguyên liệu, nguồn nước, điện năng,
nhiệt năng, thiết bị mà công ty quyết định lựa chọn phương pháp sản xuất cho phù hợp.
* Sơ đồ công nghệ của nhà máy Xi măng Bỉm Sơn.

10
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

Hình II.2 - Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng lị quay phương pháp ướt.
11
Viện Khoa học và Cơng nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

12

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

Hình II.3 - Sơ đồ công nghệ sản xuất xi măng lị quay phương pháp khơ.
2.1.2.2. Ngun liệu, nhiên liệu đầu vào và dịng thải đầu ra.
- Ngun liệu: Đá vơi, đất sét, than, thạch cao, quặng sắt, quặng Silic, sỉ, phụ
gia...
- Nhiên liệu: Than
- Dịng thải:
+ Khí thải (SO2, CO, CO2, NOx, Bụi...)
+ Chất thải rắn: Một phần xỉ...
+ Tiếng ồn.
2.2. Định lượng dịng khí thải trong q trình nung clinker sản xuất xi măng của
cơng ty.
2.2.1. Định lượng dịng khí thải trong q trình sản xuất xi măng của cơng ty.
- Tính tốn thải lượng dựa vào hệ số phát thải:
E = EF A
Trong đó:
- E: Thải lượng.
- EF: Hệ số phát thải.
- A: Mức độ hoạt động (Mức độ hoạt động là công suất sản xuất 1 ngày).
Bảng II.1 - Bảng hệ số phát thải của khí thải sản xuất xi măng.[10]
Phương pháp khô
Thành phần

Bụi
SO2
NOx
CO
Hệ số thải
128
1.02
2.15
Phương pháp ướt
Thành phần
Bụi
SO2
NOx
CO
Hệ số thải
120
1.02
2.15
- Hiện nay công suất sản xuất nhà máy khoảng 3.85 triệu tấn Clinker/năm.
- Công ty Xi măng Bỉm Sơn hiện nay đang sử dụng cả 2 phương pháp sản xuất xi
măng là phương pháp ướt và phương pháp khô. Dây chuyền sản xuất xi măng của công
ty hoạt động 345 ngày/năm. Thời gian vận hành 24 giờ/ngày.
- Sản xuất theo phương pháp ướt cho tổng công suất: 1.85 triệu tấn/năm tương
đương 5362 tấn/ngày.
- Sản xuất theo phương pháp khô cho tổng công suất: 2 triệu tấn/năm tương
đương 5797 tấn/ngày.
Từ đó ta có bảng thải lượng bụi và SO 2 của nhà máy xi măng Bỉm Sơn trong quá
trình sản xuất xi măng như sau:
Bảng II.2 - Bảng thải lượng của khí sản xuất xi măng 1 ngày theo phương pháp khô.
Thành phần

Bụi
SO2
NOx
CO
Hệ số thải
128
1.02
2.15
(kg/tấn xi măng)
13
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

E = EF
(kg/5797 tấn xi măng/ngày)

742016

5913

12464

-

Bảng II.3 - Bảng thải lượng của Bụi và SO2 trong 1 ngày theo phương pháp ướt.
Thành phần
Bụi
SO2
NOx
CO
Hệ số thải
120
1.02
2.15
(kg/tấn xi măng)
E = EF
643440
5470
11528
(kg/5362 tấn xi măng/ngày)
Nồng độ chất ơ nhiễm [mg/Nm3] =
Trong đó:
- E: Thải lượng.
- G: Lưu lượng khí thải trong 1 ngày.
Go = m Ao + 5.6 H + 0.7 O + 0.8 N +1.244 W.[7]
Trong đó:
+ Go: Lưu lượng khí thải khi đốt 1kg nhiên liệu (m3/kg).
+ Ao: Lượng khơng khí lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu.
+ m: Tỉ lệ khí dư, m=1.3
+ H: Khối lượng hidro có trong 1kg nhiên liệu (kg/kg).
+ O: Khối lượng oxi có trong 1kg nhiên liệu (kg/kg).
+ N: Khối lượng nitơ có trong 1kg nhiên liệu (kg/kg).
+ W: Lượng ẩm có trong 1kg nhiên liệu (kg/kg).
Ao được tính theo cơng thức sau:

Ao = 8.89 C + 26.7 (H - O/8) + 3.33 S.
+ C: Khối lượng cacbon có trong 1kg nhiên liệu (kg/kg).
+ S: Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu (kg/kg).
* Tính tốn lưu lượng khí thải.
- Nhiên liệu được sử dụng cho nhà máy sản xuất Xi măng Bỉm Sơn là than cám
4A Quảng Ninh.
Bảng II.4 - Thành phần hóa học của 1 kg than.
C%
H%
S%
O%
N%
Ao %
W%
Tổng
64,8
3,8
0,8
6,7
0,9
15
8
100
Lượng khơng khí lý thuyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu.
Ao = 8.89 0.648 + 26.7 (0.038 - 0.067/8) + 3.33 0.008 = 6.58.
Lượng khí thải khi đốt cháy 1kg than.
Go = m Ao + 5.6 H + 0.7 O + 0.8 N +1.244 W.
= 1.3 6.58 + 5.6 0.038 + 0.7 0.067 + 0.8 0.009 + 1.244 0.08
= 8.92 (m3/kg).
a. Phương pháp khô.

- Lượng than dùng cho lò nung: 6985 kg/h tương đương 167640kg/ngày (Theo
Nghiên cứu hệ thống điều khiển lò nung xi măng Bỉm Sơn).
14
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

- Lưu lượng khí thải 1 ngày khi sản xuất theo phương pháp khô.
Gk = 8.92 167640 = 1495349 (m3/ngày).
b. Phương pháp ướt.
- Lượng than dùng cho lò nung: 6462kg/h tương đương 155088kg/ngày (Theo
Nghiên cứu hệ thống điều khiển lò nung xi măng Bỉm Sơn).
- Lưu lượng khí thải 1 ngày khi sản xuất theo phương pháp ướt.
Gư = 8.92 155088 = 1383385 (m3/ngày).
Từ lưu lượng khí thải trên ta tính tốn được nồng độ ơ nhiễm của bụi và SO 2 theo
bảng sau:
Bảng II.5 - Bảng nồng khí thải sản xuất xi măng trong 1 ngày theo phương
pháp khô.
Bụi
SO2
NOx
CO
Thải lượng
(kg/5797 tấn xi
742016

5913
12464
măng/ngày)
Lưu lượng khí thải
1495349
1495349
1495349
1495349
(Nm3/ngày)
Nồng độ
496216
3954
8335
(mg/Nm3)
Bảng II.6 - Bảng nồng khí thải sản xuất xi măng trong 1 ngày theo phương
pháp ướt.
Bụi
SO2
NOx
CO
Thải lượng
(kg/5797 tấn xi
643440
5470
11528
măng/ngày)
Lưu lượng khí thải
1383385
1383385
1383385

1383385
(Nm3/ngày)
Nồng độ
465120
3954
8334
(mg/Nm3)
Bảng II.7 - Bảng nồng độ khí thải sản xuất xi măng theo quy chuẩn QCVN
23: 2009/BTNMT.
Nồng độ C (mg/Nm3)
STT
Thơng số
A
B1
B2
1
Bụi
400
200
100
2
SO2
1500
500
500
3
NOx
1000
1000
1000

4
CO
1000
1000
500
Trong đó:
- Cột A quy định nồng độ các thông số ô nhiễm trong khí thải cơng nghiệp sản
xuất xi măng làm cơ sở tính tốn nồng tối đa cho phép đối với các dây chuyền sản xuất
của nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng hoạt động trước ngày 16 tháng 01 năm 2007 với
thời gian áp dụng đến ngày 31 tháng 12 năm 2014.
15
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

- Cột B1 quy định nồng độ các thông số ô nhiễm trong khí thải cơng nghiệp sản
xuất xi măng làm cơ sở tính tốn nồng tối đa cho phép đối với:
+ Các dây chuyền sản xuất của nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng hoạt động trước
ngày 16 tháng 01 năm 2007 với thời gian áp dụng từ ngày 01 tháng 11 năm 2011 đến
ngày 31 tháng 12 năm 2014.
+ Các dây chuyền sản xuất của nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng bắt đầu hoạt
động kể từ ngày 16 tháng 01 năm 2007 với thời gian áp dụng đến ngày 31 tháng 12 năm
2014.
- Cột B2 quy định nồng độ để tính nồng độ tối đa cho phép các thơng số ơ nhiễm
trong khí thải nghiệp sản xuất xi măng đối với:

+ Các dây chuyền sản xuất của nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng xây dựng mới
hoặc cải tạo, chuyển đổi công nghệ.
+ Tất cả dây chuyền của nhà máy, cơ sở sản xuất xi măng với thời gian áp kể từ
ngày 01 tháng 01 năm 2015.
- Nồng độ tối đa của các thông số ô nhiễm được trong công nghiệp sản xuất xi
măng, (mg/Nm3).
Cmax = C Kp Kv.
Trong đó:
+ Cmax là nồng độ tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong khí thải
cơng nghiệp sản xuất xi măng, (mg/Nm3).
+ Kp là hệ số công suất quy định ở Bảng II.8
+ Kv là hệ số vùng, khu vực.
Bảng II.8 - Hệ số công suất Kp.
Tổng công suất theo thiết kế
Hệ số Kp
(triệu tấn/năm)
P 0.6
1.2
0.6 P 1.5
1.0
P 1.5
0.8
- Công suất thiết kế của Công ty Xi măng Bỉm Sơn P = 3.85 triệu tấn/năm
Kp = 0.8
- Công ty Xi măng Bỉm Sơn thuộc khu vực 2 nên Kv = 0.8
Bảng II.9 - Bảng nồng độ khí thải tối đa cho phép trong sản xuất xi măng theo
phương pháp khô.
Nồng độ Cmax (mg/Nm3)
STT
Thông số

C
Kp
Kv
Cmax = C Kp Kv
1
Bụi
100
0.8
0.8
64
2
SO2
500
0.8
0.8
320
3
NOx
1000
0.8
0.8
640
4
CO
500
0.8
0.8
320

16

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

Nhận xét: So sánh với quy chuẩn QCVN 23: 2009/BTNMT ta thấy nồng độ
thông số các chất ô nhiễm vượt quy chuẩn rất nhiều lần đặc biệt là:
- Nồng độ Bụi trong q trình sản xuất xi măng phương pháp khơ và phương
pháp ướt của Công ty Xi măng Bỉm Sơn vượt quy chuẩn lần lượt là 7754 và 7267 lần.
- Nồng độ SO2 trong quá trình sản xuất xi măng phương pháp khô và phương
pháp ướt của Công ty Xi măng Bỉm Sơn vượt quy chuẩn 12 lần.
- Nồng độ NOx trong quá trình sản xuất xi măng phương pháp khô và phương
pháp ướt của Công ty Xi măng Bỉm Sơn vượt quy chuẩn 13 lần.
Vì vậy các thơng số ô nhiễm từ nhà máy xi măng Bỉm Sơn cần được áp dụng các
phương pháp xử lý trước khi đưa lượng khí thải ra ngồi mơi trường.

17
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551


Tìm hiểu các vấn đề mơi trường trong ngành sản xuất xi măng và đề xuất hệ thống xử lý khí
thải.
Sinh viên: Phạm Nhật Nam - 20152600
Lớp Mơi trường 02_K60

CHƯƠNG III
ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN KIỂM SỐT THẢI CƠNG TY XI MĂNG BỈM SƠN
- Các đặc tính dịng thải xử lý: Xử lý nồng độ Bụi, SO2 và NOx trong khí thải sản xuất
xi măng.
- Lưu lượng khí thải: Gướt = 1383384.96 (m3/ngày) = 57641.04 (Nm3/h).
Gkhô = 1495348.8 (m3/ngày) = 62306.2 (Nm3/h).
- Nồng độ chất ô nhiễm cần xử lý:
+ Cbụi (ướt) = 465120 (mg/Nm3).
+ CSO2 (ướt) = 3954 (mg/Nm3).
+ CNOx (ướt) = 8334 (mg/Nm3).
+ Cbụi (khô) = 496216 (mg/Nm3).
+ CSO2 (khô) = 3954 (mg/Nm3).
+ CNOx (khô) = 8335 (mg/Nm3).
3.1. Các kỹ thuật xử lý hiện có.[5][6][7]
3.1.1. Kỹ thuật xử lý bụi.
Bảng III.1 - Các kỹ thuật xử lý bụi.
ST
T

Biện pháp
Buồng
lắng bụi

1

Phạm vi áp dụng

Ưu điểm

Thường được dùng

để tách bụi sơ bộ khi
bụi có nồng độ cao,
kích thước lớn. Chủ
yếu dùng cho bụi có
kích thước:
- d > 50 m nếu tỉ khối
của bụi nhỏ.
- d > 10 m nếu tỉ khối
của bụi lớn.

- Cấu tạo đơn giản
- Đầu tư thấp
- Có thể xây dựng
bằng vật liệu có sẵn
như gạch, xi măng,
thép
- Chi phí năng
lượng, vận hành,
bảo quản và sữa
chữa thấp
- Tổn thất áp suất
thấp
- Có thể làm việc ở
điều kiện nhiệt độ
và áp suất khác
nhau

Nhược điểm
- Cồng kềnh, chiếm
nhiều không gian

- Chỉ tách được bụi
có kích thước tương
đối lớn

18
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN – Tel :(84.4) 8681686 – Fax :(84.4)
8693551