Cải tiến hệ thống xử lý bụi cho xưởng nghiền than nhà máy Xi măng VICEM Hoàng Mai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG





TRẦN ĐỨC THIỆP

CẢI TIẾN HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI CHO
XƯỞNG NGHIỀN THAN NHÀ MÁY
XI MĂNG VICEM HOÀNG MAI


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Nha Trang, tháng 06 năm 2013



BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG





TRẦN ĐỨC THIỆP

CẢI TIẾN HỆ THỐNG XỬ LÝ BỤI CHO
XƯỞNG NGHIỀN THAN NHÀ MÁY
XI MĂNG VICEM HOÀNG MAI


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG


GVHD: TS. TRẦN QUANG NGỌC

Nha Trang, tháng 06 năm 2013

i

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên cho em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Ts Trần
Quang Ngọc, người đã nhiệt tình dẫn dắt em xuyên trong suốt quá trình làm
đồ án vừa qua. Bằng kiến thức sâu rộng của mình thầy đã tư vấn, giải đáp
giúp em các thắc mắc còn chưa hiểu trong trong quá trình nghiên cứu.
Đồ án tốt nghiệp này còn là sự kết hợp kiến thức của 4 năm học đại học.
Do đó em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong trường Đại
Học Nha Trang đặc biệt là các thầy cô trong Viện Công nghệ sinh học và môi
trường. Những người đã tận tâm truyền đạt và trang bị cho em hành trang là
những kiến thức giúp em hoàn thành đồ án này.
Tiếp đến cho tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ban lạnh đạo công ty xi
măng Vicem Hoàng Mai. Đặc biệt là ông Nguyễn Xuân Thủy trưởng phòng
Kĩ Thuật An Toàn, cùng các anh trong phòng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi
nhất giúp tôi hoàn thành đồ án này.
Cuối cùng cho tôi gủi lời cảm ơn chân thành tới người thân và bạn bè
của tôi, những người đã luôn sát cánh bên tôi trong suốt thời gian làm đồ án
cũng như quá trình học tập. Họ là những người luôn cho tôi nhũng đóng góp ý
kiến về nội dung cũng như thu thập tài liệu liên quan để hoàn thành đồ án
đúng hẹn.

Sinh viên

Trần Đức Thiệp

ii


MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 2
1.1 Lịch sử phát triển ngành xi măng 2
1.1.1 Lịch sử phát triển xi măng thế giới 2
1.1.2 Lịch sử phát triển xi măng Việt Nam 2
1.2 Tổng quan về công ty Cổ Phần Xi Măng Vicem Hoàng Mai 4
1.2.1 Lịch sử hình thành phát triển 4
1.2.2 Thành tựu đạt được 6
1.2.3 Tổ chức nhân sự 7
1.3 Các vấn đề ô nhiễm môi trường của trong sản xuất xi măng 9
1.3.1 Khí thải 9
1.3.2 Chất thải rắn 9
1.3.3 Nước thải 10
1.3.4 Ô nhiễm tiếng ồn 10
1.4.5 Ô nhiễm nhiệt 11
1.4 Các phương pháp xử lý bụi 11
1.4.1 Phương pháp khô 11
1.4.1.1 Buồng lắng bụi 12
1.4.1.2 Thiết bị tách bụi kiểu quán tính 13
1.4.1.4 Cyclon 15

1.4.1.5 Thiết bị lọc bụi 18
1.4.2 Các phương pháp xử lý bụi ướt 21
1.4.2.1 Thiết bị tháp rỗng 22
1.4.2.2 Tháp đệm 23

iii

1.4.2.3 Thiết bị sủi bọt 24
1.4.2.4 Thiết bị rửa khí va đập quán tính 25
1.4.2.5 Thiết bị rửa khí li tâm 25
1.4.2.6 Thiết bị rửa khí vận tốc cao (Ventury) 26
1.4.3 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện 27
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
2.1 Thời gian nghiên cứu 29
2.2 Đối tượng nghiên cứu 29
2.3 Địa điểm nghiên cứu 29
2.4 Nội dung nghiên cứu 29
2.5 Phương pháp nghiên cứu 29
2.5.1. Phương pháp thu thập tài liệu: 29
2.5.2. Phương pháp kế thừa: 30
2.5.3. Phương pháp chuyên gia: 30
2.5.4. Phương pháp thu thập số liệu: 30
2.5.5. Phương pháp so sánh: 30
2.6 Tiến trình thực hiện 30
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, THẢO LUẬN 31
3.1 Quy trình sản xuất và các giai đoạn phát sinh ô nhiễm 31
3.1.1 Quy trình công nghệ 31
3.1.2 Các giai đoạn phát sinh khí thải trong sản xuất 36
3.1.3 Các thiết bị môi trường 37
3.1.4 Hiện trạng môi trường không khí tại nhà máy 38

3.2 Sơ đồ công nghệ và thiết bị môi trường ở xưởng nghiền than 40
3.3 Các thông số đặc trưng của nguồn thải 42
3.3 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 44
3.3.1 Cơ sở lựa chọn công nghệ 44

iv

3.3.2 Vật liệu lọc của thiết bị lọc bụi tay áo 45
3.4 Giới thiệu và tính toán thiết bị lọc tay áo 46
3.4.1 Giới thiệu về thiết bị lọc bụi tay áo 46
3.4.2 Tính toán thiết bị 47
3.4 Khai toán kinh tế 61
3.5 Vận hành thiết bị 63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65




v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Công suất các nhà máy xi măng năm 2010 4
Bảng 1.2 Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô 12
Bảng 1.3 Nồng độ bụi cho phép ứng dụng xiclon phụ thuộc đường kính xiclon 17
Bảng 3.1 Thiết bị môi trường trong công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 37
Bảng 3.2 Thiết bị môi trường trong công đoạn sản xuất clinker 38
Bảng 3.4 Kết quả quan trắc môi trường không khí xung quanh nhà máy 2011 39
Bảng 3.5 Kết quả quan trắc môi trường không khí xung quanh nhà máy 2012 40
Bảng 3.6 Các thông số vật lý quan trọng của bụi từ các ngồn phát thải khác nhau 43

Bảng 3.7 Năng suất lọc tùy theo từng loại vải lọc 50

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Nhà máy xi măng Vicem Hoàng Mai 5
Hình 1.2 Cơ cấu tổ chức của công ty 8
Hình 1.3 Các dạng buồng lắng bụi 13
Hình 1.4 Thiết bị lắng bụi quán tính 14
Hình 1.5 Thiết bị lá sách 15
Hình 1.6 Các dạng xyclon chủ yếu 17
Hình 1. 7 Thiết bị lọc bụi tay áo 19
Hình 1.8 Tháp rỗng 22
Hình 2 8 : Tháp đệm 23
Hình 1.9: Tháp đệm phun tưới nước ngang 24
Hình 1.10 Bộ lọc bụi sủi bọt 24
Hình 1.11 Thiết bị thu hồi bụi va đập quán tính 25
Hình 1.12 Thiết bị tách bụi kiểu cyclon màng ướt 26
Hình 2.11 Thiết bị tách bụi kiểu ventury 26
Hình 2.14 Thiết bị lọc bụi bằng điện 27
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ 31
Hình 3.2 Giai đoạn phát sinh khí thải trong quá trình sản xuất 36
Hình 3.3 Sơ đồ công nghệ hiện tại của xưởng nghiền than 41
Hình 3.4 Phạm vi sử dụng thích hợp các thiết bị lọc bụi dựa vào đường kính hạt bụi 44
Hình 3.5 Thiết bị lọc bụi ống tay áo có khung lồng và có hệ thống phụt khí nén kiểu xung
lực để giũ bụi; 46
Hình 3.6 Biểu đồ bảng tra tổn thất áp suất 55
Hình 3.7 Bản xác định chiều dài tương đương của cút tròn 56

1


LỜI MỞ ĐẦU
Công nghiệp hóa, hiện đại hóa từng giờ từng phút đang làm thay đổi diện
mạo đất nước ta. Kết quả ấy là sự đóng góp không biết mệt mỏi của các ngành
kinh tế trong đó không thể không nhắc tới ngành sản xuất xi măng. Nó là vật
liệu kết dính không thể thiếu được khi xây dựng các công trình. Nhà máy xi
măng Vicem Hoàng Mai ra đời không những đáp ứng phần nào nhu cầu xi
măng cho xây dựng cơ sở hạ tầng trong nước mà còn đáp ứng nhu cầu xuất
khẩu cho các quốc gia khác. Đặc thù là một trong những ngành sản xuất phát
sinh các chất ô nhiễm khá lớn, bản thân nhà máy đã đầu tư hệ thống dây
chuyền xử lý khí thải tiên tiến bậc nhất bảo đảm khí thải sau khi thải vào môi
trường đạt tiêu chuẩn xả thải. Tuy nhiên hệ thống hoạt động không ổn định,
thường xuyên dừng dán đoạn do điện áp cấp vào không đủ. Điều đó không chỉ
gây ảnh hưởng tới vấn đề kinh tế của công ty mà còn gây ảnh hưởng rất lớn
tới môi trường xung quanh. Đề tài ''Cải tiến hệ thống lọc bụi cho phân xưởng
nghiền than nhà máy xi măng Vicem Hoàng Mai'' hình thành trên yêu cầu
thực tiễn của công ty nhằm đảm bảo tính hiệu quả về kinh tế và môi trường.
Trên cơ sở khảo sát, đánh giá, tìm hiểu về hệ thống xử lý bụi của phân
xưởng nghiền than từ đó: “Đề xuất phương án cải tiến hệ thống xử lý bụi
cho phân xưởng nghiền than”. Giải quyết bài toán mà thực tiễn từ quá tình
vận hành hệ thống xử lý khí thải của nhà máy gặp phải, đảm bảo tính kinh tế,
kĩ thuật trong khi đó khí thải ra môi trường vẫn đạt tiêu chuẩn khí thải đầu ra.

2


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN
1.1 Lịch sử phát triển ngành xi măng
1.1.1 Lịch sử phát triển xi măng thế giới
Từ xa xưa loài người đã biết dùng các loại nguyên liệu thiên nhiên có tính
kết dính để xây dựng các công trình, nhưng nói chung các chất kết dính này
có cường độ thấp không đáp ứng được nhu cầu sử dụng ngày càng cao của
con người. Mãi đến năm 1812 đến năm 1825 xi măng mới được phát hiện.
Qua hơn hai thế kỷ công nghệ sản xuất càng ngày càng được cải tiến phát
triển lên một tầm cao mới. Trước đây xi măng được sản xuất chủ yếu theo
phương pháp bán khô, phối liệu được vê viên trong lò đứng. Phương pháp lò
quay ướt và khô chỉ là thứ yếu, sản lượng xi măng sản xuất theo phương pháp
bán khô chiếm 70 ÷ 80% sản lượng xi măng sản xuất ra. Ngày nay để tiết
kiệm nhiên liệu và nhiệt lượng, cùng với sự phát triển của khoa học công
nghệ thì công nghệ sản xuất xi măng theo phương pháp lò quay khô đang
chiếm vị trí chủ đạo. Hiện nay, công nghệ sản xuất xi măng trên thế giới đạt
đến trình độ cao, sản lượng tăng, chất lượng tốt, phong phú về chủng loại.
Đứng đầu là các nước có nền công nghiệp tiên tiến như Mỹ, Nhật và Tây Âu.

1.1.2 Lịch sử phát triển xi măng Việt Nam
 Năm 1899 Pháp đã cho xây dựng nhà máy xi măng Hải Phòng, đây là nhà
máy xi măng đầu tiên của nước ta. Sản phẩm chủ yếu để phục vụ xây dựng
cầu cống, công trình quân sự và các công sở để phục vụ cho chương trình khai
phá, bóc lột thuộc địa. Năm 1899 đến 1922 xây dựng 5 hệ thống lò đứng có
năng suất 12 vạn tấn/năm, năm 1928 đến 1939 xây 5 lò quay có năng suất 30
vạn tấn/năm.
 Sau 1954 miền bắc giành lại được chính quyền, các nước xã hội chủ nghĩa
giúp nước ta khôi phục và cải tạo nhà máy xi măng Hải Phòng đưa tổng công

suất lên 70 vạn tấn/năm. Từ năm 1960 đến 1970 xây dựng thêm hàng chục

3


nhà máy xi măng lò đứng.
 Trong thời kỳ chiến tranh phá hoại, Việt Nam chưa thể đầu tư xây dựng
các nhà máy xi măng có công suất lớn. Sau hoà bình lập lại chúng ta có điều
kiện để xây dựng các nhà máy xi măng có công suất lớn và có công nghệ hiện
đại nhằn đáp ứng đủ nhu cầu xi măng để khôi phục cơ sở hạ tầng sau chiến
tranh. Từ năm 1976 đến 1982 xây dựng nhà máy xi măng Bỉm Sơn theo
phương pháp ướt có năng suất 1,2 triệu tấn/năm và nhà máy xi măng Hoàng
Thạch với năng suất 1,1 triêu tấn/năm theo phương pháp khô. Bước sang thời
kỳ đổi mới nhu cầu tiêu thụ xi măng có một bước nhảy vọt, sản lượng xi
măng sản xuất ra không đủ đáp ứng nhu cầu xây dựng của đất nước, do vậy
một loạt các nhà máy xi măng có công suất lớn và công nghệ hiện đại nhất
trên thế giới được nhà nước đầu tư xây dựng. Từ năm 1991 đến 1992 xây
dựng nhà máy Hà Tiên II theo phương pháp khô với năng suất 1.2 triệu
tấn/năm. Mặc dù vậy lượng xi măng mà các nhà máy sản xuất ra vẫn không
đáp ứng đủ nhu cầu, do vậy vào những năm 1993 đến 1996 tiếp tục đầu tư
xây dựng hơn 40 dây chuyền xi măng lò đứng với công nghệ và thiết bị của
Trung Quốc. Năm 1994 sản lượng xi măng sản xuất theo phương pháp ướt đạt
914 nghìn tấn/năm, năm 1995 đạt 1200000 tấn/năm, năm 1995 đạt 2.384 triệu
tấn/năm. Năm 1998, nhà máy xi măng Hoàng Thạch II đi vào hoạt động với
năng suất 1,2 triệu tấn/năm. Năm 1999 nhà máy xi măng Bút Sơn đi vào hoạt
động với năng suất 1,4 triệu tấn/năm. Ngoài ra còn xây dựng thêm 3 cơ sở
liên doanh: Chinh Poong năng suất 1,5 triệu tấn/năm, Sao Mai 1,7 triệu
tấn/năm, Nghi Sơn 2,3 triệu tấn/năm. Năm 2001 xây dựng xong và đi vào
hoạt động nhà máy Xi măng Hoàng Mai với công suất 1,4 triệu tấn/năm.

4


Bảng 1.1 Công suất các nhà máy xi măng năm 2010
TT Tên công ty
Công suất
(triệu tấn)
Công nghệ
Hãng cung cấp
thiết bị
I
Tổng công ty Xi Măng Việt
Nam
8,8

1 Xi Măng Hải Phòng 0,4 Lò quay ướt Rumani
2 Xi Măng Bỉm Sơn 1,8 Lò quay ướt Liên xô
3 Xi Măng Hoàng Thạch
2,3
(2dây
Lò quay khô FLS. Đan Mạch
4 Xi Măng Hà Tiên 1,5 Lò quay khô Vernot, Polysius
5 Xi Măng Bút Sơn 1,4 Lò quay khô Cle, Technip
6 Xi Măng Hoàng Mai 1,4 Lò quay khô FCB
II Xi Măng liên doanh 5,81
7 Xi Măng Chin Fon Hải
Phòng

1,4 Lò quay khô Nhật
8 Xi Măng Sao Mai 1,76 Lò quay khô Kobe Nhật
9 Xi Măng Vân Xá 0,5 Lò quay khô Trung Quốc
10 Xi Măng Nghi Sơn 2,15 Lò quay khô Mitsubishi Nhật
III Xi măng lò đứng 3
Việt nam, Trung
Quốc
Tổng cộng 17,61

1.2 Tổng quan về công ty Cổ Phần Xi Măng Vicem Hoàng Mai
1.2.1 Lịch sử hình thành phát triển
Công ty cổ phần Xi măng Hoàng Mai là Công ty được Nhà nước nắm giữ
cổ phần chi phối và là đơn vị thành viên thuộc Tổng Công ty Công nghiệp xi
măng Việt Nam (ViCem), Công ty có trụ sở hành chính tại thị trấn Hoàng
Mai, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An. Tiền thân của Công ty cổ phần Xi
măng Hoàng Mai là Công ty Xi măng Nghệ An (trực thuộc UBND Tỉnh Nghệ
An) được thành lập ngày 07/10/1995. Địa điểm xây dựng nhà máy tại xã

5


Quỳnh Vinh, huyện Quỳnh Lưu, Tỉnh Nghệ An. Phía Bắc giáp Thanh Hóa,
phía Đông giáp xã Quỳnh Lập, phía nam giáp Quỳnh Thiện (tiền thân của thị
trấn Hoàng Mai). Đây là vùng có nhiều tiềm năng phát triển kinh tế. Đặc biệt
phía Bắc có mỏ đá vôi Hoàng Mai A, Hoàng Mai B, mỏ sét Quỳnh Vinh chất
lượng tốt thuận tiện cho việc khai thác và phát triển của nhà máy.
Ngày 09/6/1999, Dự án xi măng Hoàng Mai đã tiến hành khởi công đồng loạt
các hạng mục công trình chính và sau 32 tháng khởi công xây dựng, ngày
6/3/2002 nhà máy đã cho ra lò những tấn clinker đầu tiên đạt chất lượng cao.

Hình 1.1. Nhà máy xi măng Vicem Hoàng Mai

6


Ngày 30/12/2000, UBND Tỉnh Nghệ An và Tổng công ty Công nghiệp Xi
măng Việt Nam đã thực hiện bàn giao Công ty Xi măng Hoàng Mai trở thành
thành viên hoạch toán độc lập thuộc Tổng công ty Công nghiệp Xi măng Việt
Nam. Ngày 01/7/2002 Công ty Xi măng Hoàng Mai chính thức chuyển sang
giai đoạn sản xuất kinh doanh.

Ngày 30/11/2007, Công ty đã tổ chức thành công bán đấu giá cổ phần
lần đầu ra công chúng. Công ty Cổ Phần Xi măng Hoàng Mai chính thức đi
vào hoạt động theo mô hình công ty cổ phần với tổng số vốn điều lệ là 720 tỷ
đồng kể từ ngày 01/4/2008.
1.2.2 Thành tựu đạt được
Với mục tiêu chất lượng là hàng đầu, Công ty Cổ Phần Xi Măng Hoàng
Mai đã có những cố gắng vượt bậc trong những năm qua và đã đạt được nhiều
danh hiệu. Tháng 8 năm 2004, Công ty đã được trung tâm chứng nhận phù
hợp tiêu chuẩn thuộc Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng cấp giấy
chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn ISO 9001:2000 và ISO 14001:1996. Sản
phẩm của công ty đã đạt nhiều huy chương vàng tại các hội chợ triển lãm tổ
chức tại Hà Nội, Vinh, Nha Trang, thành phố Hồ Chí Minh.
Sau hơn 7 năm đi vào sản xuất kinh doanh, Công ty cổ phần xi măng
Hoàng Mai đã không ngừng phát triển, sản xuất ổn định và tăng trưởng liên
tục. Trong thời gian qua, Công ty đã đáp ứng nhu cầu xi măng cho thị trường
với chất lượng tốt, góp phần bình ổn thị trường. Công ty đã ứng dụng tiến bộ
khoa học kỹ thuật, thực hiện sửa chữa thiết bị, chế độ vận hành hợp lý. Không
ngừng tăng cường đầu tư mới, nâng cấp cải tiến máy móc thiết bị, giảm thiểu
các tác động đến môi trường đã, tăng lợi nhuận cho công ty.
Năm 2006, công ty Cổ Phần Xi Măng Hoàng Mai là đơn vị đầu tiên của tổng
công ty Công Nghiệp Xi Măng Việt Nam thực hiện cải tạo nâng công suất của
lò nung. Dự án đã thực hiện với chi phí đầu tư chỉ hơn 1 triệu USD nhưng

7


thiết kế nâng mức sản lượng sản xuất lên 10%, đây là tiền đề để cho các nhà
máy xi măng thuộc tổng công ty triển khai áp dụng đồng loạt. Sau khi thực
hiện đề tài, năng lực sản xuất clinker năm 2006 đã đạt 1.3 triệu tấn clinker, dự
kiến năm 2008 sẽ đạt sản lượng 1.37 triệu tấn clinker (công suất tối đa do

hãng FCB thiết kế là 1,26 triệu tấn clinker/ năm).
Sản phẩm xi măng Hoàng Mai mới gia nhập thị trường hơn 7 năm nhưng đã
tạo được uy tín trên thị trường. Công ty Cổ Phần Xi Măng Hoàng Mai là đơn vị
đầu tiên của tổng công ty Công Nghiệp Xi măng Việt Nam tại phía Bắc áp dụng
bán hàng thông qua nhà phân phối chính. Đây là hình thức kinh doanh hiện đại
phù hợp với kinh tế thị trường sử dụng cơ sở vật chất của xã hội để phục vụ kinh
doanh xi măng. Đến nay hệ thống nhà phân phối chính của công ty đã tương đối
ổn định, phát triển trên khắp cả nước. Sản phẩm của công ty luôn được người
tiêu dùng tín nhiệm và đã được cung cấp cho các công trình trọng điểm quốc gia
như Trung Tâm Hội Nghị Quốc Gia, cầu Vĩnh Tuy (Hà Nội), dự án Thủy điện
Cửa Đạt (Thanh Hóa), dự án thủy điện Bản vẽ (Nghệ An), dự án lọc dầu Dung
Quất, các dự án thủy điện Buôn kuốp, Sê san
1.2.3 Tổ chức nhân sự
Cơ cấu tổ chức của công ty gồm có Hội đồng quản trị, Ban kiểm soát, Ban
giám đốc và 13 đơn vị trực thuộc. Số lượng công nhân viên chức của công ty
lên tới 1000 người. Trong số đó được đào tạo bài bản, có tinh thần trách
nhiệm cao hết lòng vì sự phát triển của công ty. Ngoài ra công ty còn có các
tổ chức chính trị, tổ chức đoàn thể gồm tổ chức đảng với 274 đảng viên, tổ
chức công đoàn với 1.006 đoàn viên, tổ chức đoàn thanh niên với hơn 564
đoàn viên, hội cựu chiến binh với 38 người.




8

Hình 1.2. Cơ cấu tổ chức của công ty
XƯỞNG
CƠ KHÍ

P. CƠ
ĐI
ỆN

P. VẬT TƯ
P. KĨ
THUẬT
AN TOÀN


P. TỔ
CHỨC
P. TÀI
CHÍNH
XƯỞNG
XI MĂNG
XƯỞNG
CLINKER
P. KĨ
THUẬT
SẢN
XU
ẤT

PHÒNG
TIÊU
THỤ
P. Y TẾ
PHÓ GIÁM
ĐỐC CƠ
ĐIỆN
PHÓ GIÁM
ĐỐC CÔNG

NGHỆ
XƯỞNG
ĐIỆN
PHÓ GIÁM
ĐỐC KINH
DOANH


HỘI ĐỒNG QUẢN TRỊ
P. XÂY
DỰNG
TỔNG GIÁM ĐỐC

9


1.3 Các vấn đề ô nhiễm môi trường của trong sản xuất xi măng
Quá trình sản xuất của ngành công nghiệp xi măng được coi là một trong
những ngành gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đặc biệt là bụi thải và
khí thải có thành phần phức tạp, lượng thải lớn. Do trong quá trình gia công
nguyên liệu phát sinh một lượng lớn bui thải. Bên cạnh đó còn sử dụng than,
dầu trong quá trình sấy nguyên liệu và nung clinke cũng thải ra khí một lượng
khí thải độc hại vào môi trường.
1.3.1 Khí thải

Nguồn gốc phát sinh bụi.
Trong sản xuất xi măng vấn đề ô nhiễm do bụi là đáng quan tâm nhất. Bụi
phát sinh trong hầu hết các công đoạn trong quá trình sản xuất.
- Công đoạn khai thác nguyên liệu.
- Công đoạn gia công nguyên liệu.

- Bụi theo khói lò nung.
- Bụi thải từ quá trình nghiền xi măng.
- Công đoạn đóng bao và nghiền sản phẩm.
Bụi trong quá trình sản xuất xi măng chủ yếu là bụi đá vôi, đá sét, than,
clinke, phụ gia, xi măng

Khí thải độc hại
Khi thải trong quá trình sản xuất xi măng chủ yếu do tác động nhiệt trong
các qua trình sấy nguyên liệu, sấy than, nung clinke. Do phải sử dụng dầu và
than trong các quá trình đó, chúng có chứa trong thành phần các nguyên tố C,
N, S, O, P nên khi đốt cháy sẽ tác dụng với oxy tao thanh các chất khí gây ô
nhiễm môi trường gồm: CO
2
, CO, SO
2
, NO
X
…Ngoài ra còn có một lượng khí
sinh ra từ qua trình phân huỷ nguyên liệu.
1.3.2 Chất thải rắn
Trong công nghiệp sản xuất xi măng thì chất thải rắn chia làm hai loại đó là

10


chất thải rắn sản xuất và chất thải rắn sinh hoạt. Trong đó đáng quan tâm nhất
là chất thải rắn sản xuất
Bao gồm:
- Cuội, sỏi trong công đoạn sơ chế nguyên liệu
- Nhiên liệu than không hợp quy cách, không đạt tiêu chuẩn.

- Bao bì và giấy phế thải.
- Đất cát rơi vãi và clinke, xi măng đã đông kết.
- Chi tiết phụ tùng cơ khí máy móc hỏng
- Đặc biệt phải kể đến chất thải nguy hiểm nhất là gạch chịu lửa Samôt được
thải ra trong quá trình sửa chữa duy tu lò nung hàng năm. Thành phần hoá học
của gạch Samôt có Crom, Silic là những chất độc hại và gây ô nhiễm môi
trường.
1.3.3 Nước thải
Trong nhà máy sản xuất xi măng nước thải gồm nước thải sinh hoạt và
nước thải sản xuất. Nó được sinh ra trong các công đoạn sau đây:
- Nước thải sinh ra trong công đoạn là mát máy bao gồm:
+ Nước dội vào vỏ máy nghiền (nghiền phối liệu và nghiền xi măng) để
hạ nhiệt độ trong máy nghiền.
+ Nước làm mát các ổ trục ( nước này có chứa dầu mỡ và căn lơ lửng).
- Nước thải từ quá trình nghiền nguyên liệu trong công nghệ lò quay ướt,
có chứa bùn tạp chất rắn và một số kim loại như Fe, Al, Si…
- Nước thải rửa vệ sinh thiết bị, bể chứa dầu có hàm lượng dầu, căn lơ
lửng, COD lớn. Đây là lượng nước thải không thường xuyên lưu lượng nhỏ
nhưng hàm lượng chất độc cao có thể gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái nước
khu vực quanh nhà máy.
1.3.4 Ô nhiễm tiếng ồn
Trong nhà máy sản xuất xi măng sử dụng nhiều thiết bị cơ khí như: máy

11


đập búa, máy nghiền bi, hệ thống vận hành lò nung quay, các quạt hút bụi…
khi hoạt đông các thiết bị này tạo ra tiếng ồn rung mạnh làm ảnh hưởng trực
tiếp tới người lao động. Cường độ tiếng ồn phụ thuộc tính năng và công suất
động cơ của từng thiết bị. Đây cũng là vấn đề môi trường quan trọng cần quan

tâm, nó rất rễ gây nên bệnh nghề nghiệp cho người lao động.
1.3.5 Ô nhiễm nhiệt
Công nghiệp sản xuất xi măng sử dung rất nhiều nhiệt năng cung cấp cho
quá trình sấy nguyên liệu, đặc biệt là quá trình nung clinke. Ngoài ra ở các
máy nghiền cũng phát sinh nhiệt do sự ma sát và va đập nguyên liệu trong
máy nghiền. Nhiệt truyền qua vỏ lò, vỏ máy nghiền, theo khói lò nung ra môi
trường trung quanh. Tuy nhiên vấn đề ô nhiễm nhiệt có thể khắc phục được
bằng các biện pháp như bảo ôn, cách nhiệt tốt đối với các loại thiết bị và khu
vực phát sinh nhiệt lớn đồng thời cần lắp đặt thêm các thiết bị thông gió để
giảm nhiệt độ khu vực sản suất.
1.4 Các phương pháp xử lý bụi
1.4.1 Phương pháp khô
Có nhiều thiết bị cơ khí kiểu khô để làm sạch bụi nhờ lợi dụng các cơ chế
lắng khác nhau như: lắng trọng trường, lắng quán tính, lắng ly tâm
Đó là những thiết bị có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo. Tuy nhiên hiệu quả xử
lý của chúng không cao lắm nên chỉ dùng làm thiết bị lắng sơ bộ.








12


Bảng 1.2 Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô
Năng suất
tối đa

Hiệu quả
xử lý
Trở lực Giới hạn
nhiệt độ
Stt Dạng thiết bị
m
3
/h Pa
o
C
1
Buồng lắng
Không giới
hạn
(>50m), 80  90% 50  130 350  550
2
Xiclon 85.000
(10m), 50  90% 250  1.500 350  550
3
Thiết bị gió
xoáy
30.000
(2m), 90%
đến 2000 Đến 250
4
Xiclon tổ hợp 170.000
(5m), 90% 750  1.500 350  450
5
Thiết bị lắng
quán tính

127.500
(2m), 90% 750  1.500
Đến 400

1.4.1.1 Buồng lắng bụi
Nguyên lí hoạt động
Đây là loại thiết bị lọc đơn giản nhất. Phương pháp thu gom bụi hoạt động
theo nguyên lý sử dụng lực hấp dẫn, trọng lực để lắng đọng những phần tử bụi
ra khỏi không khí. Có cấu tạo là một không gian hình hộp có tiết diện ngang
lớn hơn nhiều lần so với tiết diện của đường ống dẫn khí vào để cho vận tốc
dòng khí giảm xuống rất nhỏ, nhờ thế hạt bụi đủ thời gian rơi xuống chạm đáy
dưới tác dụng trọng lực và bị giữ lại ở đó mà không bị dòng khí mang theo.
Buồng lắng bụi được áp dụng để lắng bụi thô có kích thước hạt từ 60
m70m, giới hạn nhiệt độ từ 350
o
C  550
o
C.


13




Hình 1.3. Các dạng buồng lắng bụi
a  kiểu buồng đơn giản nhất, b  kiểu buồng có vách ngăn, c  kiểu
buồng có nhiều tầng.
Ưu và khuyết điểm
- Ưu điểm: Thiết bị vận hành đơn giản, chế tạo đơn giản, giá thành rẻ.

- Khuyết điểm: Không có khả năng lắng bụi có kích thước nhỏ, thiết bị có
kích thước lớn.
1.4.1.2 Thiết bị tách bụi kiểu quán tính
Nguyên lí hoạt động
Nguyên lý cơ bản được áp dụng để chế tạo thiết bị lọc bụi kiểu quán tính là
làm thay đổi chiều hướng chuyển động của dòng khí một cách liên tục, lặp đi
lặp lại bằng nhiều loại vật cản có hình dáng khác nhau. Khi dòng khí đổi
hướng chuyển động thì bụi do có quán tính lớn sẽ giữ hướng chuyển động ban
đầu của mình và va đập vào các vật cản rồi bị giữ lại ở đó hoặc mất đi động
năng và rơi xuống đáy thiết bị.

14



Hình 1.4. Thiết bị lắng bụi quán tính
a  có tấm ngăn, b  có phần côn mở rộng, c  bằng cách dẫn nhập dòng
khí vào từ phía hông.
Hiệu suất xử lí từ 65%80% đối với hạt có kích thước d=
25m30m.Vận tốc đầu vào thiết bị khoảng 10 m/s, vận tốc trong thiết bị
khoảng 1 m/s.
Ưu và khuyết điểm
- Ưu điểm: Có cấu tạo gọn nhẹ, tổn thất áp lực rất nhỏ so với các thiết bị khác.
- Khuyết điểm: Hiệu quả xử lí kém đối với bụi có đường kính < 5 m, thường
sử dụng để lọc bụi thô.
1.4.1.3 Thiết bị lá sách
Nguyên lí hoạt động
Thiết bị kiểu này có các dãy lá chắn là những tấm bản phẳng hay trục. Khí
đi qua mạng chắn, đổi hướng đột ngột, các hạt bụi do quán tính chuyển động
theo hướng cũ tách ra khỏi khí hoặc va đập vào các tấm phẳng nghiêng, lắng

trên đó rồi rơi xuống. Vận tốc khí trước mạng chóp khoảng 15m/s. Thiết bị lá
xách thường sử dụng để thu hồi bụi có kích thước > 20m. Trở lực của lưới
khoảng 100 – 500N/m
2
.

15



Hình 1.5. Thiết bị lá sách
Nhược điểm của thiết bị lá sách là sự mài mòn các tấm chắn khi nồng độ
bụi cao và có thể tạo thành trầm tích làm bít kín mặt sàng. Nhiệt độ cho phép
của khí thải phụ thuộc vào vật liệu làm lá chắn, thường không quá 450 ÷
600
o
C.
1.4.1.4 Cyclon
Nguyên lí hoạt động
Thiết bị lọc bụi này giúp hình thành lực ly tâm để tách bụi ra khỏi
không khí. Nó được ứng dụng rất rộng rãi trong công nghiệp. Thân cyclon
thường hình trụ có đáy là chóp cụt. Ống khí vào được bố trí theo phương tiếp
tuyến với thân xiclon, khí nhiễm bụi đi vào phần trên của cyclon thực hiện
chuyển động xoắn ốc, dịch chuyển xuống phía dưới và hình thành dòng xoáy
ngoài. Lúc đó, các hạt bụi dưới tác dụng của lực ly tâm văng vào thành
cyclon. Tiến gần đến đáy chóp, dòng khí bắt đầu quay ngược trở lại và
chuyển động lên trên hình thành dòng xoắn trong. Các hạt bụi văng đến thành,
dịch chuyển xuống dưới nhờ lực đẩy của dòng xoáy và trọng lực rồi từ đó ra
khỏi cyclon qua ống xả bụi.
Những thông số cần biết

- Vận tốc dòng khí vào: v
gh
> 5 m/s

16


- Hiệu suất lọc  = 70 đối với cyclon ướt và xiclon chùm,
- Đường kính cỡ hạt d = 30  40m. Nồng độ bụi vào C
bụi
> 20 g/m
3
.Trở lực
của thiết bị từ 250  1500 Pa.
Ưu và khuyết điểm
Ưu điểm:
 Không có phần chuyển động.
 Có thể làm việc ở nhiệt độ cao.
 Có khả năng thu hồi vật liệu mài mòn.
 Trở lực hầu như cố định và không lớn (250 – 1500N/m
2
).
 Chế tạo đơn giản.
 Chi phí chế tạo và vận hành thấp;
 Hiệu quả không phụ thuộc sự thay đổi nồng độ bụi.
Nhược điểm:
 Hiệu quả vận hành kém khi bụi có kích thước nhỏ hơn 5m.
 Không thể thu hồi bụi kết dính.
 Thu hồi bụi trong xiclon diễn ra dưới tác dụng của lực li tâm nên dễ bị
bào mòn thành thiết bị.

17



a/ b/ c/
Hình 1.6. Các dạng xyclon chủ yếu
a  kiểu tiếp tuyến, b  kiểu xoắn vít, c – kiểu dọc trục có cánh nơ
Trong công nghiệp cyclon được chia làm hai nhóm: hiệu quả cao và năng
suất cao. Nhóm thứ nhất đạt hiệu quả cao nhưng yêu cầu chi phí lớn, nhóm
thứ hai có trở lực nhỏ nhưng thu hồi các hạt mịn kém hơn.
Trong thực tế, người ta ứng dụng rộng rãi cyclon trụ và cyclon chóp (không
có thân trụ). Xiclon trụ thuộc nhóm năng suất cao, còn xiclon chóp thuộc
nhóm hiệu quả cao. Đường kính xiclon trụ không lớn hơn 2000 mm và xiclon
chóp nhỏ hơn 3000 mm.
Bảng 1.3 Nồng độ bụi cho phép ứng dụng xiclon
phụ thuộc đường kính xiclon
Đường kính Xiclon (mm) 800 600 500 400 300 200 100
Nồng độ bụi cho phép 2,5 2,0 1,5 1,2 1,0 0,8 0,6
Khi lưu lượng lớn người ta ứng dụng nhóm phối hợp các xiclon. Điều đó cho
phép không tăng đường kính xiclon và do đó ảnh hưởng tốt đến hiệu quả xử