Báo cáo TIỂU LUẬN CƠ SỞ KINH TẾ NĂNG LƯỢNG Tận dụng nhiệt khí thải của nhà máy xi măng để sản xuất điện

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KINH TẾ VÀ QUẢN LÝ
CƠ SỞ KINH TẾ NĂNG LƯỢNG
GIẢNG VIÊN: TS. Phạm Thị Thu Hà.
1
2
3
4
Nhà máy xi măng Quang Sơn – Thái Nguyên
xả khí gây ô nhiễm môi trường
TẬN DỤNG NHIỆT KHÍ THẢI
CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG
ĐỂ SẢN XUẤT ĐIỆN
5
Đề tài:
NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM 6 – KTCN K56
PHẦN I: XI MĂNG VÀ KHÁI QUÁT CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT XI MĂNG.
1. Khái quát về xi măng.
2. Khái quát quy trình sản xuất xi măng ở Việt Nam.
3.Các yếu tố trong quá trình sản xuất xi măng ảnh hưởng đến sự
phát thải.
4. Thực trạng các nhà máy sản xuất xi măng tại nước ta hiện nay.
PHẦN II: TẬN DỤNG NHIỆT KHÍ THẢI CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG ĐỂ SẢN XUẤT
ĐIỆN.
1. Công nghệ tận dụng nhiệt khí thải của nhà máy xi măng để
sản xuất điện.
2. Thực trạng áp dụng công nghệ tận dụng nhiệt khí thải của nhà
máy xi măng để sản xuất điện tại nước ta.
PHẦN III. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ TẬN DỤNG NHIỆT KHÍ THẢI
CỦA NHÀ MÁY

XI MĂNG ĐỂ SẢN XUẤT ĐIỆN.
1.Ưu, nhược điểm của công nghệ tận dụng nhiệt khí thải của nhà máy xi măng để sản xuất điện.
2. Các giải pháp cụ thể.
6
NỘI DUNG
1. Khái quát
về xi măng
Xi măng là một loại bột mịn, màu xám, tạo hồ sau vài giờ trộn với
nước và sau vài ngày sẽ cứng lại thành một nguyên liệu rắn và
đặc.
Xi măng là một loại bột mịn, màu xám, tạo hồ sau vài giờ trộn với
nước và sau vài ngày sẽ cứng lại thành một nguyên liệu rắn và
đặc.
PHẦN I: XI MĂNG VÀ KHÁI QUÁT CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT XI MĂNG
Xi măng được làm bằng đá vôi kết hợp với hàm lượng nhỏ các
nguyên liệu khác được nung trong lò ở nhiệt độ tới 1450°C tạo ra
“clinker”, rồi được nghiền với một lượng nhỏ thạch cao thành
một hỗn hợp bột có tên “xi măng portland thông thường” – đây là
loại xi măng được sử dụng phổ biến nhất (thường gọi là OPC).
Xi măng được làm bằng đá vôi kết hợp với hàm lượng nhỏ các
nguyên liệu khác được nung trong lò ở nhiệt độ tới 1450°C tạo ra
“clinker”, rồi được nghiền với một lượng nhỏ thạch cao thành
một hỗn hợp bột có tên “xi măng portland thông thường” – đây là
loại xi măng được sử dụng phổ biến nhất (thường gọi là OPC).
7
TRÊN THẾ GIỚI
•
Theo các số liệu thống kê của website USGS (U.S Geological Survey – Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ): Năm 2011:
sản lượng xi măng xuất khẩu trên thế giới đạt 3.4 tỉ tấn, trong đó các quốc gia có sản lượng lớn nhất là Trung Quốc

(2 tỉ tấn), Ấn Độ (210 triệu tấn) và Mỹ (68.4 triệu tấn).
•
Theo các số liệu thống kê của website USGS (U.S Geological Survey – Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ): Năm 2011:
sản lượng xi măng xuất khẩu trên thế giới đạt 3.4 tỉ tấn, trong đó các quốc gia có sản lượng lớn nhất là Trung Quốc
(2 tỉ tấn), Ấn Độ (210 triệu tấn) và Mỹ (68.4 triệu tấn).
TẠI NƯỚC TA
•
Ngày 25/12/1889, nhà máy xi măng Hải Phòng được khởi công xây dựng.
•
Sản lượng xi măng của Việt Nam theo số liệu của VNCA: năm 2010 sản xuất đạt 55 triệu tấn, năm 2011 đạt hơn 56
triệu tấn và 9 tháng đầu năm 2012 sản xuất đạt khoảng 34.6 triệu tấn.
•
Ngày 25/12/1889, nhà máy xi măng Hải Phòng được khởi công xây dựng.
•
Sản lượng xi măng của Việt Nam theo số liệu của VNCA: năm 2010 sản xuất đạt 55 triệu tấn, năm 2011 đạt hơn 56
triệu tấn và 9 tháng đầu năm 2012 sản xuất đạt khoảng 34.6 triệu tấn.
8
2. Khái quát quy trình sản xuất xi măng ở Việt Nam.
9
Các công nghệ sản xuất xi măng
Công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng
Công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay (lò quay ướt
hoặc lò quay khô)
10
3. Các yếu tố trong quá trình sản xuất xi măng
ảnh hưởng đến sự phát thải.
11
Các chất thải
trong quá trình
sản xuất xi măng

Phát thải bụi
Nguồn phát thải bụi: máy nghiền nguyên liệu, hệ thống lò
Có thể áp dụng các biện pháp để giảm phát thải bụi ngay tại nguồn.
Phát thải NOx:
Là hệ quả không tránh được của quá trình cháy nhiệt độ cao,
Có thể được giảm thiểu bằng một số giải pháp sản xuất sạch và các phương pháp xử lý.
Phát thải SO2:
Do lưu huỳnh trong nguyên liệu thô và nhiên liệu tham gia quá trình cháy trong lò nung.
Giải pháp: lựa chọn nguyên liệu thô và nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp.
Phát thải CO2
Phụ thuộc vào: quy trình sản xuất, nhiên liệu sử dụng, tỉ lệ clinker/xi măng.
Giải pháp: giảm lượng clinker trong xi măng, áp dụng các lò nung có hiệu suất cao.
Nước thải
Chất thải rắn
12
12
Những năm 80
•
Các nhà máy có công nghệ thuộc loại
trung bình như xi măng Hoàng Thạch,
Hà Tiên, lò nung clinker có công suất
3000-3300 tấn clinker/ngày.
•
Sử dụng than và dầu, tiêu hao nhiệt năng
clinker còn cao: 780-830Kcal/kg clinker.
•
Tiêu hao điện năng 115-120kWh/tấn xi
măng.
•
Nồng độ bụi thải ra ngoài còn lên tới

200-250mg/Nm3.
Đầu thập niên 90
•
Có các nhà máy xi măng lò quay
sản xuất theo phương pháp khô
công suất 4000 tấn clinker/ngày
như xi măng Chin Fon Hải
Phòng, xi măng Sao Mai, xi
măng Bút Sơn, xi măng Hoàng
Mai và xi măng Nghi Sơn với lò
nung 5800 tấn clinker/ngày.
Hiện nay
•
Sản xuất xi măng theo phương
pháp lò quay ướt đạt tổng công
suất clinker là 1.114 triệu
tấn/năm chiếm 7,5% sản lượng
clinker toàn ngành.
•
Các nhà máy xi măng lò quay
sản xuất theo phương pháp khô
với sản lượng là 10,8 triệu tấn
clinker /năm chiếm tỷ trọng 76%
clinker toàn ngành.
13
4. Thực trạng các nhà máy sản xuất xi măng tại nước ta hiện nay.
13
1 tấn xi măng
-
- Thải ra khoảng 720kg C02

- Tiêu hao khoảng 100kWh điện
14
•
Năm 2011 vừa qua tổng sản lượng khí CO2 thải ra môi trường bên ngoài khoảng 2.248x10
9
kg.
•
Nhà máy xi măng Hạ Long, sản lượng xi măng mà nhà máy sản xuất được là 5185,2 tấn/ngày thải
ra môi trường là 3733 tấn khí CO2 và lượng điện tiêu thụ vào khoảng 520000 kWh/ngày.
15
PHẦN II: TẬN DỤNG NHIỆT KHÍ THẢI CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG ĐỂ SẢN XUẤT ĐIỆN
1. Công nghệ tận dụng nhiệt khí thải của nhà máy xi măng để
sản xuất điện.
16
Ghi chú:
- ST: Turbine hơi nước
- Make-up water: nước cấp bổ sung
Nguyên lý của công nghệ tận dụng nhiệt thải để sản xuất điện
- Condensate: nước ngưng
- SP boiler: nồi hơi đuôi lò
- AQC boiler: nồi hơi nhiệt dư đầu lò
•
Qua 7 năm hoạt động (2009), trạm phát điện tận dụng nhiệt khí thải đã phát
ra 105 triệu kWh điện.
•
Tiết kiệm được khoảng trên 2 triệu lít dầu sấy nhiên liệu mỗi năm.
•
Giảm nhiệt độ đầu vào và ra, giúp máy nghiền nguyên liệu hoạt động ổn
định và nâng cao năng suất thêm khoảng 10 - 15 tấn/h.
Năm 2002, dự án tận dụng nhiệt khí thải lò

quay để phát điện do tổ chức NEDO của Nhật
Bản tài trợ đã được áp dụng tại nhà máy xi
măng Hà Tiên 2.
Năm 2002, dự án tận dụng nhiệt khí thải lò
quay để phát điện do tổ chức NEDO của Nhật
Bản tài trợ đã được áp dụng tại nhà máy xi
măng Hà Tiên 2.
•
Có khả năng đáp ứng được 25% nhu cầu điện năng cho toàn bộ nhà máy Hòn
Chông, tương đương với nhu cầu điện cho 18.300 hộ gia đình trong 1 năm
(giả sử nhu cầu tiêu thụ là 6,6 kWh/hộ/ngày).
•
Giảm phát thải khoảng 25.300 tấn CO2/năm, giảm tiêu thụ 9.000 tấn than/năm
hoặc 6.450 tấn dầu hóa thạch/năm.
Tại TP.HCM, ngày 09/11/2012: công ty
TNHH Xi măng Holcim Việt Nam (HVL)
đã khánh thành Trạm Phát điện Tận dụng
Năng lượng Nhiệt thải công suất 6,3 MW tại
nhà máy xi măng Hòn Chông, huyện Kiên
Lương, tỉnh Kiên Giang.
Tại TP.HCM, ngày 09/11/2012: công ty
TNHH Xi măng Holcim Việt Nam (HVL)
đã khánh thành Trạm Phát điện Tận dụng
Năng lượng Nhiệt thải công suất 6,3 MW tại
nhà máy xi măng Hòn Chông, huyện Kiên
Lương, tỉnh Kiên Giang.
17
2. Thực trạng áp dụng công nghệ tận dụng nhiệt khí thải của nhà máy xi măng để sản xuất điện tại nước ta.
18
Bên trong trạm phát điện tận dụng nhiệt khí thải của nhà

máy Holcim
Bên trong trạm phát điện tận dụng nhiệt khí thải của nhà
máy Holcim
Nhà máy phát điện tận dụng nhiệt khí thải
Nhà máy phát điện tận dụng nhiệt khí thải
- Giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường.
- Tiết kiệm chi phí điện cho nguồn điện quốc gia.
VD: các nhà máy xi măng Hà Tiên 2, Hòn Chông nhờ áp dụng
công nghệ đã có được những lợi ích rõ rệt trên các phương diện
kinh tế-xã hội, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường và giảm
đáng kể giá thành sản xuất xi măng công nghiệp.
- Kinh phí nhiều.
- Hiệu quả chưa cao.
VD1: tổng vốn đầu tư của trạm phát điện tận dụng nhiệt khí thải
tại nhà máy xi măng Holcim Việt Nam vào khoảng 28 triệu
USD (trong đó có 10 triệu USD dành cho giai đoạn bảo trì nhà
máy) tương đương khoảng 570 tỷ đồng.
VD2: Theo tính toán, tổng công suất các trạm phát điện tận
dụng nhiệt khí thải đạt khoảng 200MW, giảm được khoảng xấp
xỉ 20% lượng điện tiêu thụ từ lưới điện. Tuy nhiên, đây là một
con số rất nhỏ so lượng điện tiêu hao của các doanh nghiệp
19
PHẦN III: ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ TẬN DỤNG NHIỆT KHÍ THẢI CỦA NHÀ MÁY XI
MĂNG ĐỂ SẢN XUẤT ĐIỆN
1. Ưu, nhược điểm của công nghệ tận dụng nhiệt khí thải của nhà máy xi măng để sản xuất điện.
Ưu điểm
Nhược điểm
20
2. CÁC GIẢI PHÁP CỤ THỂ:
2. CÁC GIẢI PHÁP CỤ THỂ:

1. Bắt buộc áp dụng công nghệ tận dụng nhiệt khí thải đối với các nhà máy xi măng có công
suất 1 triệu tấn/năm trở lên tại Việt Nam từ năm 2015.
2. Các nhà máy xi măng tiêu thụ lượng điện và nguyên, nhiên liệu lớn, vì vậy cần phát triển
các nhà máy sử dụng công nghệ tiên tiến với mức độ tự động hóa cao, tiết kiệm nguyên
liệu, năng lượng trong sản xuất, nhằm bảo đảm ổn định sản xuất và giá thành hợp lý, đủ
sức cạnh tranh trên thị trường.
1. Bắt buộc áp dụng công nghệ tận dụng nhiệt khí thải đối với các nhà máy xi măng có công
suất 1 triệu tấn/năm trở lên tại Việt Nam từ năm 2015.
2. Các nhà máy xi măng tiêu thụ lượng điện và nguyên, nhiên liệu lớn, vì vậy cần phát triển
các nhà máy sử dụng công nghệ tiên tiến với mức độ tự động hóa cao, tiết kiệm nguyên
liệu, năng lượng trong sản xuất, nhằm bảo đảm ổn định sản xuất và giá thành hợp lý, đủ
sức cạnh tranh trên thị trường.
3.
Cần có lộ trình phù hợp để chuyển đổi công nghệ sản xuất xi măng lò đứng
sang lò quay, tiến tới xóa bỏ các nhà máy xi măng lò đứng.
4.
Cần gắn kết chặt chẽ với việc phát triển các ngành khác như: Giao thông, khoa
học - công nghệ ; nhất là ngành cơ khí chế tạo.
5.
Bên cạnh đó, Nhà nước cần có chính sách thúc đẩy hơn nữa các chương trình
tiêu thụ xi măng như: Làm đường cao tốc bằng xi măng, xây dựng các khu đô
thị nhằm bảo đảm đầu ra cũng như tạo sự yên tâm cho các nhà đầu tư.
3.
Cần có lộ trình phù hợp để chuyển đổi công nghệ sản xuất xi măng lò đứng
sang lò quay, tiến tới xóa bỏ các nhà máy xi măng lò đứng.
4.
Cần gắn kết chặt chẽ với việc phát triển các ngành khác như: Giao thông, khoa
học - công nghệ ; nhất là ngành cơ khí chế tạo.
5.
Bên cạnh đó, Nhà nước cần có chính sách thúc đẩy hơn nữa các chương trình

tiêu thụ xi măng như: Làm đường cao tốc bằng xi măng, xây dựng các khu đô
thị nhằm bảo đảm đầu ra cũng như tạo sự yên tâm cho các nhà đầu tư.
2. CÁC GIẢI PHÁP CỤ THỂ:
2. CÁC GIẢI PHÁP CỤ THỂ:
21
22
Mai Văn Chiến
Vũ Đức Hướng
Đỗ Thị Việt Nga
Trần Thị Nhung
Nguyễn Thị Thanh Thủy
Nguyễn Văn Tùng
Đề tài được thực hiện bởi:
KTCN – K56
23
Xin chân thành cám ơn
sự chú ý theo dõi
của cô và các bạn
♥