CÔNG NGHỆ sản XUẤT TRO BAY từ TRO xỉ PHẢ lại

CễNG NGH SN XUT TRO BAY T TRO X PH LI

Hiện nay, mỗi ngày trung bình Nhà máy nhiệt điện Phả Lại sử dụng
10.000 tấn than. Quá trình đốt cháy 10.000 tấn than tạo ra khoảng 3000 tấn tro
xỉ trong 1 ngày. Hàm lợng than cha cháy hết có trong tro xỉ chiếm khoảng 24%
(lợng mất khi nung MKN = 24%) quá cao không đảm bảo yêu cầu sử dụng
(MKN <6%).
Qua nghiên cứu đánh giá của các chuyên gia t vấn cho dự án thuỷ điện
Sơn La về cơ bản tro bay của nhà máy nhiệt điện Phả Lại có thành phần hoá lý
và các chỉ tiêu kỹ thuật đáp ứng làm phụ gia cho bê tông đầm lăn nhng cần phải
tách than trong tro bay để đạt chỉ tiêu MKN < 6% và sấy khô đạt độ ẩm < 3%.
Công ty cổ phần Sông Đà 12- Cao Cờng phối hợp với Viện Khoa học vật
liệu Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã triển khai thực hiện đề tài
nghiên cứu hỗ trợ doanh nghiệp theo Nghị định 119/1999/NĐ-CP Nghiên cứu
công nghệ chế biến tro bay và sản phẩm đi kèm từ tro xỉ nhiệt điện Phả Lại,
công suất 30 tấn/h
Kinh phí thực hiện đề tài 30 tỷ đồng (trong đó kinh phí hỗ trợ từ Bộ
KH&CN : 1,9 tỷ).
Kết quả : đề tài đã thiết kế, chế tạo và hoàn thiện dây chuyền công nghệ
chế biến tro bay tro từ xỉ nhiệt điện Phả Lại bằng công nghệ trong nớc, mức độ
tự động hóa cao, chi phí sản xuất thấp, sản phẩm đạt các tiêu chuẩn quốc tế, dễ
dàng vận hành sử dụng rất phù hợp với trình độ hiện có của lao động địa phơng
sau khi đã đào tạo (3 tháng).
Dây chuyền công nghệ bao gồm 3 công nghệ chính
a. Công nghệ tuyển nổi:
Đây là công nghệ đã đợc sử dụng trên thế giới cũng nh ở Việt Nam trong
chế biến khoáng sản và cả trong chế biến tro bay. Vấn đề quan trọng là Viện đã
giải quyết đợc các giải pháp kỹ thuật nhằm ổn định tỷ lệ rắn/lỏng trong dung
dịch nguyên liệu làm giảm chi phí thuốc tuyển và ổn định chất lợng của sản
phẩm. Tự động hoá dây chuyền cũng làm giảm chi phí nhân công trong sản xuất
mang lại giá trị kinh tế cao.

b. Công nghệ cô đặc
Công nghệ cô đặc tro bay bằng keo tụ A 110/N-300 đã giải quyết đợc
công suất của dây chuyền trên diện tích mặt bằng sản xuất có hạn mà không
cần bất cứ một thiết bị cô đặc nào với chi phí keo tụ không đáng kể (200 đồng/
tấn sản phẩm) Loại keo tụ này đã đợc áp dụng trên thế giới trong các lĩnh vực
khác. Riêng đối với sản xuất tro bay để thay thế thiết bị cô đặc truyền thống thì
cha đợc bộc lộ hoặc phổ biến bằng các nguồn thông tin ở Việt Nam
c.
Công nghệ sấy khô
Nguyên lý lò sấy cánh vẩy đã đợc ứng dụng ở các nớc Châu Âu . Nguồn
cung cấp nhiệt chủ yếu là khí đốt hoặc dầu. Loại thiết bị này chuyên dụng cho
sấy các sản phẩm hạt mịn. Khả năng nhập thiết bị bị hạn chế do giá thiết bị quá
cao.
Dựa trên nguyên lý lò sấy cánh vẩy, Viện đã nghiên cứu thiết kế hệ thiết
bị sấy cánh vẩy sử dụng nguồn cung cấp nhiệt đốt tầng sôi bằng than cám.
Tính Tính mới, tính sáng tạo
Tính đặc thù của tro bay nhiệt điện Phả Lại là kích thớc hạt quá nhỏ (80%
lợng hạt -45àm và tỷ lệ tro bay dạng cầu chiếm quá ít, lợng than cha cháy hết
quá cao nên sử dụng phơng pháp tuyển ớt là hợp lý. Công nghệ tuyển ớt dễ dàng
1


đạt chỉ tiêu về chất lợng (MKN<6%) với hệ số thu hồi cao (85%) nhng gây khó
khăn cho quá trình cô đặc và sấy khô (đây là vấn đề hết sức nan giải khi sản
xuất tro bay ở quy mô lớn). Viện đã thiết kế hệ thiết bị sấy tro bay từ nguồn
cung cấp nhiệt đốt tầng sôi bằng than cám, thiết bị sấy cánh vẩy, hệ thống lọc
bụi, hệ thống vận chuyển sản phầm lên Xilô và đóng bao.
Chi phí đầu t hệ thống dây chuyền thấp (400.000 đồng/tấn sp); chi phí
nhiên liệu đốt thấp (45 kg than cám/tấn sp); chi phí điện năng thấp (18.000
đồng/tấn sp và diện tích mặt bằng không lớn.

Lần đầu tiên ở trong nớc đã giải quyết đợc vấn đề công nghệ và thiết bị
đồng bộ để sản xuất tro bay có giá trị kinh tế cao :
- Tro bay có hàm lợng MKN < 6%, độ ẩm < 2% sử dụng làm phụ gia cho
công nghệ bê tông đầm lăn (trớc mắt là công trình thuỷ điện Sơn La) và các sản
phẩm ứng dụng khác, công suất 24.000tấn/tháng
- Than có hàm lợng MKN 60 ữ 70 % cho sản xuất gạch Tuynel và than có
hàm lợng MKN > 85% cho các mục đích sử dụng đặc biệt, công suất 12.000
tấn/tháng
Hiệu quả Kinh tế
- Phơng án nhập ngoại tro bay không đợc phê duyệt vì khó kiểm soát
chất lợng và do giá tro bay cao (60 USD/tấn tại Hải Phòng).
- Có nhiều dự án nớc ngoài đã đề xuất thực hiện sản xuất tro bay từ xỉ
nhiệt điện Phả Lại nhng không đợc chấp nhận do giá thành sản xuất quá cao
(> 1,3 triệu đồng/tấn).
- Đã có dự án nhập thiết bị từ Trung Quốc để chế biến tro bay từ xỉ nhiệt
điện Phả Lại bằng phơng pháp khô nhng không thành công do hệ số thu hồi quá
thấp (20%), năng suất thấp, chi phí sản xuất quá lớn và môi trờng không đảm
bảo.
- Sản phẩm tro bay của Công ty hiện là nguồn cung cấp đầu tiên và chủ
lực cho công trình thuỷ điện Sơn La - công trình trọng điểm quốc gia với sản lợng 17.000 tấn/tháng và bắt đầu cung cấp cho công trình thuỷ điện Bản Chác
với sản lợng 15.000 tấn/tháng.
Hiệu quả kinh tế : Tro xỉ sử dụng trong 1 tháng là 36.000 tấn
+ Tro xỉ Phả Lại giá 10.000 đồng/khối.
+ Giá bán tro bay 550.000 đồng/tấn
Nếu không sản xuất tro bay :
Giá bán tro xỉ : 36.000 tấn tro xỉ/tháng x 10.000 đồng = 360 triệu đồng
Sản xuất tro bay thu đợc 24.000 tấn/tháng
Giá bán tro bay : 24.000 tấn x 550.000 đồng = 13.200 triệu đồng
(cha kể giá trị 12.000 tấn than qua lửa)
Chi phí sản xuất : 300.000 đồng/tấn tro khô x 24.000 tấn = 7.200 triệu đồng

Lợi nhuận thu đợc so với bán tro xỉ : 13.200 triệu đồng 7.200 triệu đồng =
6.000 triệu đồng ( 0, 25 triệu đồng/tấn tro bay)
Nếu nhập khẩu tro bay với khối lợng 24.000 tấn :
24.000 tấn x 60 USD/tấn = 1.440.000 USD
1.440.000 USD x 19.100 đồng = 27.504 triệu đồng
Sản xuất trong nớc tiết kiệm so với nhập khẩu :
27.504 triệu đồng 13.200 triệu đồng = 14.304 triệu đồng (0,596 triệu
đồng/tấn - cha kể giá trị 12.000 tấn than qua lửa)
2


Công trình thuỷ điện Sơn La sử dụng 3 triệu m3 bê tông cần khối lợng tro bay :
3.000.000 m3 x 160 kg = 480.000 tấn tro bay
Lợi nhuận thu đợc so với bán tro xỉ
480.000 tấn x 0, 25 triệu đồng/tấn = 120 tỷ đồng
Sản xuất trong nớc tiết kiệm so với nhập khẩu :
480.000 tấn x 0,596 triệu đồng/tấn = 286,08 tỷ đồng
Tổng số lợi nhuận khi sản xuất và sử dụng tro bay trong n ớc mang
lại đối với công trình thuỷ điện Sơn La :
120 tỷ đồng + 286,08 tỷ đồng = 406,08 tỷ đồng
- Cung cấp tro bay cho Thuỷ điện Sông Đà còn có các đơn vị sau :
+ Tổng công ty xi măng Việt Nam : Sản lợng khoảng 1000 ữ 1500
tấn/tháng
+ Công ty cổ phần Bắc Sơn: Sản lợng 2000 tấn/tháng
+ Ban quản lý dự án thủy điện Sơn La: Sản lợng 6000 tấn/tháng
+ Tập đoàn EVN đã đầu t dây chuyền 200.000 tấn/năm (theo công nghệ
củ Viện Khoa học vật liệu Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam)
- Trên cơ sở kết quả sản xuất tro bay tại Phả Lại, dự kiến trong thời gian
tới sẽ xây dựng các dây chuyền sản xuất tro bay tại 3 nhà máy nhiệt điện lớn là
Hải Phòng, Cẩm Phả, Vũng áng (Hà Tĩnh) với quy mô lớn hơn

Hố chứa tro
Hố chứa tro
Bơm bùn
Bơm bùn
Sàng quay
Sàng quay

Thải
rác + sỏi

Bể điều hoà
Bể điều hoà

Bơm cấp nớc
Bơm cấp nớc

Bơm bùn
Bơm bùn
Dầu m7
Dầu m7

Thùng khuấy tiếp xúc 1
Thùng khuấy tiếp xúc 1

Thuốc tạo bọt
Thuốc tạo bọt

Thủng khuấy tiếp xúc 2
Thủng khuấy tiếp xúc 2
Thiết bị tuyển nổi

Thiết bị tuyển nổi

Dung dịch than (c > 60%)
Dung dịch than (c > 60%)
Nớc thải

bẻ cô đặc than
bẻ cô đặc than
Máy xúc đào
Máy xúc đào

Dung dịch tro bay( C < 5%)
Dung dịch tro bay( C < 5%)
Bể cô đặc tro bay
Bể cô đặc tro bay
Máy xúc đào
Máy xúc đào
Róc nớc tự nhiên
Róc nớc tự nhiên

3

Nớc
thải


Bãi cha than
Bãi cha than

Bãi chứa

Bãi độ
chứa
Tro bay
ẩm <20%
Tro bay độ ẩm <20%

Hình 1: Sơ đồ công nghệ tuyển nổi và cô đặc tro bay

Hình 2: Sơ đồ công nghệ sấy tro bay
Xúc lật
Xúc lật
Bunke cấp liệu
Bunke cấp liệu
Băng tải cấp liệu định lợng
Băng tải cấp liệu định lợng
Băng tải chuyển liệu
Băng tải chuyển liệu
vít tải cấp liệu vào lò
vít tải cấp liệu vào lò
Lò sấy cánh vẩy
Lò sấy cánh vẩy
Cyclon
Cyclon
Dầu
thông
Dầu thông
Lọc bụi túi vải
Lọc
bụithông
túi vải

Dầu
Dầu thông
Hơi nớc thải
Hơi
ớc thải
quanống
khói
qua ống khói
t5hải
t5hải
Dầu
thông
Dầu thông

vít tải
vít tải
Gầu nâng
Gầu nâng
Xylo
Xylo
sản phẩm
sản phẩm
4


SỬ DỤNG TRO BAY LÀM PHỤ GIA BÊ TÔNG

Từ những năm 50 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã biết sử dụng tro
bay của các nhà máy điện đốt than để làm phụ gia cho bê tông. Khoa học kỹ
thuật ngày càng phát triển đã khẳng định được “sự kỳ diệu của tro bay” trong

công nghệ bê tông.
Tro bay là một loại “puzzolan nhân tạo” bao gồm SiO2, Al2O3, Fe2O3
(chiếm khoảng 84%)… là những tinh cầu tròn, siêu mịn, độ lọt sàn từ 0,05 – 50
nanomet (1 nanomet = 1x10-9m) tỉ diện 300 – 600m2/kg.
Dùng tro bay làm phụ gia bê tông sẽ làm tăng cường độ bê tông lên từ 1,5
– 2 lần; làm tăng độ nhớt của vữa giúp bê tông chui vào các khe lổ dễ dàng;
“khử vôi tự do CaO” trong xi măng (khoảng 6%) là thành phần gây “nổ” làm
giảm chất lượng bê tông trong môi trường nước.
Đặc biệt, trong việc đổ những khối bê tông cực lớn ở các công trình thủy
điện, khi có phụ gia tro bay, ta có thể đổ bê tông gián đoạn mà không phải đổ
liên tục như bê tông thường.
Khống chế nhiệt độ ban đầu, giảm ứng suất nhiệt trong khối bê tông, tăng
độ bền, kéo dài tuổi thọ công trình, giá thành có thể rẻ hơn đến 30%, giảm 10%
nước trộn bê tông.
Tro bay làm phụ gia sản xuất xi măng bền sulfat, phụ gia cho bê tông tự
lèn đối với công trình đòi hỏi chịu lực cao. Với vữa trát tường có thể thay thế 30
– 35% xi măng, tạo bề mặt mịn, tốt, chống thấm.
Sản xuất gạch blok (gạch không nung) có sử dụng tro bay còn có thể
giảm lượng xi măng nhiều hơn nữa. Đặc biệt là trong công nghệ bê tông đầm
lăn “không thể thiếu phụ gia tro bay”.
Bê tông sử dụng phụ gia tro bay sẽ tạo nên “bê tông bền sulfat” chịu
được chua, mặn, tăng độ bền của cốt thép…
Tuy nhiên, chất lượng của tro bay phụ thuộc nhiều vào chất lượng than
(than có hàm lượng lưu huỳnh cao, than có nhiệt lượng thấp…) và công nghệ
đốt than: đốt than phun; đốt than tầng sôi tuần hoàn; đốt than tầng sôi áp lực và
5


công nghệ khí hóa than. Kích thước và chất lượng tro bay sẽ có khác nhau, cấp
phối bê tông sử dụng tro bay từ các nguồn cung cấp khác nhau, nên cần có sự

điều chỉnh để đạt được chất lượng tốt nhất.
Theo dự báo đến năm 2020 sẽ có thêm 28 nhà máy nhiệt điện đốt than đi
vào hoạt động. Lúc đó lượng tro, xỉ thải ra hàng năm vào khoảng 60 triệu tấn.
Hàng loạt lò cao ở các khu gang thép sử dụng nhiên liệu là than sẽ thải ra một
lượng tro bay khá lớn.

C«ng nghÖ thi c«ng bª t«ng ®Çm l¨n cho ®¹p thñy ®iÖn

Công nghệ bê tông đầm lăn (BTÐL) là loại công nghệ sử dụng bê tông
không có độ sụt, được làm chặt bằng thiết bị rung lèn từ mặt ngoài (lu rung).
công nghệ này thích hợp sử dụng cho các công trình bê tông khối lớn, không
cốt thép và hình dáng không phức tạp như lõi đập, mặt đường. Việc sử dụng
hỗn hợp bê tông khô hơn (không có độ sụt) và đầm lèn bê tông bằng lu rung
giúp cho thi công nhanh hơn, rẻ hơn so với dùng công nghệ thi công bê tông
truyền thống.
1. Công nghệ thi công BTÐL cho đập
Công nghệ và tổ chức thi công BTÐL khác với bê tông khối lớn thông
thường là được tiến hành cùng lúc trên một diện rộng.
Sau khi ngăn dòng và thi công xong phần nền móng đập thì tiến hành thi
công lớp thềm chống xói bằng bê tông chịu lực. Bê tông tường thượng lưu được
đổ bằng bê tông thường theo công nghệ cốp pha trượt (hoặc leo) có đặt các
băng cách nước vào khe co dãn (thông thường 15 m/khe). Tường hạ lưu có thể
là bê tông đổ tại chỗ giống như tường thượng lưu, cũng có thể được lắp ráp
bằng các tấm hoặc khối bê tông đúc sẵn. Các lớp kết cầu tường này đóng vai trò
cốp pha cho các lớp bê tông đầm lăn phía trong. Hỗn hợp bê tông sau khi được
trộn từ các trạm trộn được vận chuyển đến nơi đổ bằng các phương tiện như xe
chạy trên ray, băng tải, xe ô-tô tự đổ chuyên dụng. Hỗn hợp BTÐL được san gạt
bằng xe ủi. Sau đó chúng được đầm lèn bằng lu rung (7-12 tấn). Chiều dầy từng
lớp đổ được quyết định bởi năng lực đổ, năng lực đầm của các thiết bị. Thông
thường mỗi lớp bê tông được san dày khoảng 30-40cm. Ðể tăng tốc độ di

chuyển, tại một số công trình, các máy ủi san bê tông được cẩu tháp cẩu chuyển
đến các vị trí cần thiết (tránh làm hỏng bề mặt bê tông đã đầm). Thời gian từ
khi bê tông bắt đầu được trộn cho tới khi đầm lèn xong không vượt quá thời
gian bắt đầu đóng rắn của bê tông.
Tại công trình thuỷ điện Sơn La, công nghệ bê tông đầm lăn được ứng
6


dụng với quy mô lớn nhất là 3 triệu m3 bê tông.
Phối liệu bê tông đầm lăn:
- 1 m3 bê tông bao gồm : 60 kg xi măng với cát, đá, sỏi và 160 kg tro bay
tuyển từ tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại. Tro bay có độ ẩm 3%, cacbon dưới
6% được tuyển nổi tại Phả Lại.
- Quy trình đổ bê tông: trộn có thiết bị làm lạnh cốt liệu bằng nước lạnh.
Băng tải 1500 mét chuyển lên ô tô, rải đều 30 cm một lớp, tiếp đến là đầm lăn
để nén chặt và phẳng.
Hiệu quả kinh tế áp dụng công nghệ bê tông đầm lăn
- Dùng tro bay làm phụ gia bê tông sẽ làm tăng cường độ bê tông lên từ
1,5 – 2 lần; làm tăng độ nhớt của vữa giúp bê tông chui vào các khe lổ dễ dàng;
“khử vôi tự do CaO” trong xi măng (khoảng 6%) là thành phần gây “nổ” làm
giảm chất lượng bê tông trong môi trường nước.
Đặc biệt, trong việc đổ những khối bê tông cực lớn ở các công trình thủy
điện, khi có phụ gia tro bay, ta có thể đổ bê tông gián đoạn mà không phải đổ
liên tục như bê tông thường.
- Khống chế nhiệt độ ban đầu, giảm ứng suất nhiệt trong khối bê tông,
tăng độ bền, kéo dài tuổi thọ công trình, giá thành có thể rẻ hơn đến 30%, giảm
10% nước trộn bê tông.
- Tiến độ đổ bê tông nhanh hơn công nghệ cũ. Với công nghệ cũ phải đợi
7 ngày làm nguội bê tông mới được đổ tiếp. Công nghệ bê tông đầm lăn đổ liên
tục.

- Thi c«ng ®¬n gi¶n, cêng ®é ®¾p ®Ëp cao do kh«ng ph¶i xö lý nhiÖt trong
qu¸ tr×nh thi c«ng ®Ëp bª t«ng khèi lín
- Áp dụng công nghệ bê tông đầm lăn cho phép rút ngắn được thời gian
thi công ít nhất là một năm. (Theo đánh giá của Ông Đỗ Đình Xuyên, Vụ
trưởng Giám sát công trình thuỷ điện Sơn La, Bộ Công Thương )
- Về giá thành: công nghệ bê tông đầm lăn giảm được 25-30 % chi phí so
với công nghệ bê tông cũ. Ví dụ : giá năm 2009: 1,1 triệu đồng/m3 bê tông đầm
lăn, 1,6 triệu đồng/m3 bê tông công nghệ cũ. Với 3 triệu m3 bê tông có thể tiết
kiệm được được 1.500 tỷ đồng

7