Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
PHẦN 2: ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN VÀO
QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT TẠI XƯỞNG DỆT
CÔNG TY CPĐT PHONG PHÚ SƠN TRÀ
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 91
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT SẠCH HƠN
1.1. KHÁI NIỆM
Sản xuất sạch hơn (SXSH) là việc áp dụng liên tục một chiến lược phòng ngừa
tổng hợp về môi trường đối với các quy trình sản xuất, sản phẩm và dịch vụ, để tăng
hiệu quả sản xuất và giảm các rủi ro cho con người và môi trường (theo UNEP)
- Đối với các công đoạn sản xuất, SXSH bao gồm việc bảo quản nguyên vật liệu
thô và năng lượng, loại bỏ nguyên liệu thô độc hại và giảm số lượng, độc tính của các
chất phát sinh hoặc chất thải.
- Đối với sản phẩm, sản xuất sạch hơn bao gồm việc làm giảm các ảnh hưởng
tiêu cực trong một chu trình sống của một sản phẩm, từ khâu tuyển chọn nguyên liệu thô
đến khâu loại bỏ cuối cùng.
- Đối với dịch vụ, sản xuất sạch hơn là kết hợp những lợi ích về môi trường vào
thiết kế và cung cấp dịch vụ.
1.2. CÁC LỢI ÍCH KHI ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN (SXSH)
Đầu tư vào SXSH nhằm ngăn ngừa ô nhiễm và tăng cường sử dụng tài nguyên
thiên nhiên rẻ hơn khi tiếp tục dựa vào những công nghệ kiểm soát ô nhiễm hoặc công
nghệ xử lý cuối đường ống đắt tiền. Đầu tư ban đầu cho các quy trình kiểm soát ô nhiễm
và SXSH có thể tương tự nhau, nhưng thời gian trôi qua thì chi phí kiểm soát ô nhiễm
tiếp tục tăng lên trong khi đầu tư SXSH giảm đi.
Một số lý do khi đầu tư vào SXSH là:
- Đưa đến những cải thiện về sản phẩm và công nghệ.
- Tiết kiệm nguyên liệu thô và năng lượng, từ đó làm giảm chi phí sản xuất.
- Tăng tính cạnh tranh thông qua việc sử dụng công nghệ mới đã được cải thiện.
- Có thể thu hồi một vài loại nguyên liệu bị bỏ phí.
- Giảm rủi ro từ việc xử lý trong nhà máy, thu gom và phân hủy các chất thải độc
hại.
- Cải thiện sức khỏe và an toàn cho người lao động.
- Cải thiện hình ảnh của công ty trước công chúng.
- Giảm chi phí xử lý cuối đường ống ngày càng tăng.
Khi các giải pháp SXSH và kiểm soát ô nhiễm cùng giải quyết những vấn đề môi
trường như nhau được đem ra đánh giá, so sánh thì giải pháp SXSH thường ít tốn kém
hơn khi thực hiện, vì chi phí nguyên vật liệu thô, năng lượng, kiểm soát ô nhiễm, xử lý
chất thải và những yêu cầu khác giảm đi. Thời gian thu hồi vốn có thể thay đổi từ vài
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 92
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
tháng đến vài năm. Hơn nữa, lợi ích và hiệu quả môi trường được cải thiện khi áp dụng
hiệu quả các giải pháp SXSH.
Lợi ích từ hiệu quả môi trường có thể được hiểu thành các cơ hội thị trường cho
những sản phẩm “xanh hơn”. Những sản phẩm được tạo hiệu quả môi trường tốt từ
khâu thiết kế sẽ ít ô nhiễm hơn và ít gây hại cho sức khỏe con người. Do đó, SXSH
mang lại cho các ngành sản xuất một số lợi ích mới. Nó cũng giới thiệu cho các ngành
sản xuất những công cụ mới như đánh giá chu kỳ sống và nhãn hiệu kinh tế.
1.3. CÁC KỸ THUẬT SẢN XUẤT SẠCH HƠN
Kỹ thuật SXSH có thể chia thành 3 nhóm:
- Giảm chất thải tại nguồn.
- Tái sinh chất thải (tuần hoàn).
- Cải tiến sản phẩm.
Các kỹ thuật SXSH được minh họa ở hình 1.1.
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 93
Kỹ thuật SXSH
Giảm chất thải tại
nguồn
Tái sinh chất thải
(Tuần hoàn)
Cải tiến sản phẩm
Quản lý
nội vi tốt
Thay đổi
quá trình
sản xuất
Tái sử
dụng cho
sản xuất
Tạo sản
phẩm phụ
Thay đổi
nguyên
liệu đầu
vào
Kiểm
soát quá
trình sản
xuất
Cải tiến
thiết bị
Thay đổi
công ghệ
Hình 1.1 - Các kỹ thuật sản xuất sạch hơn
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
CHƯƠNG 2: ÁP DỤNG SẢN XUẤT SẠCH HƠN VÀO QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT TẠI XƯỞNG DỆT
2.1. LẬP KẾ HOẠCH VÀ ĐÁNH GIÁ SXSH
2.1.1. Thành lập đội SXSH
Đội SXSH bao gồm đại diện các phòng, ban khác nhau trong công ty có quan
tâm đến SXSH. Với qui mô của phân xưởng như hiện nay, thành phần của nhóm SXSH
vừa có vai trò chỉ đạo, vừa tham gia thực hiện, có thể đề xuất đội SXSH bao gồm các
thành phần như bảng 2.1.
Bảng 2.1 – Đội Sản xuất sạch hơn
2.1.2. Liệt kê các bước công nghệ và xác định định mức
2.1.2.1. Nguyên liệu và sản phẩm
1. Sản phẩm:
Sản phẩm chính của xưởng Dệt - Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà
bao gồm: khăn và vải mộc. Qua thu thập số liệu của phân xưởng từ 1/3/2010 đến
29/4/2010, sản lượng của 2 loại vải và khăn như sau:
- Sản lượng vải: 665674,8m hay 202798,1 kg
- Sản lượng khăn: 650157 cái hay 40510,3 kg.
2. Nguyên liệu:
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 94
STT Chức vụ Vai trò trong đội
1 Giám đốc nhà máy Đội trưởng
2 Trưởng phòng kỹ thuật Đội phó
3 Đội trưởng đội xử lý nước thải Thành viên
4 Kế toán trưởng Thành viên
5 Các tổ trưởng phân xưởng Thành viên
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
Nguyên liệu chính trong quy trình dệt các loại vải mộc và khăn là sợi.
Ngoài ra, trong quá trình sản xuất còn sử dụng các loại nguyên nhiên liệu, năng lượng
sau: Hóa chất; điện; nước; dầu FO… Lượng nguyên nhiên liệu sử dụng tương ứng với
lựợng sản phẩm từ 1/3/2010 đến 29/4/2010 được tổng hợp như bảng 2.2.
Bảng 2.2 – Lượng nguyên nhiên liệu sử dụng từ 1/3/2010 đến 29/4/2010
2.1.2.2. Quy trình công nghệ sản xuất
Quy trình công nghệ sản xuất phân xưởng Dệt được trình bày ở hình 2.1.
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 95
STT Tên nguyên nhiên liệu
Ngành vải
(kg)
Ngành khăn
(kg)
1 Sợi dọc 200 992,3 42 533,3
2 Sợi ngang 75 673,2 11 143,3
3 Sợi biên 103,9 136,5
4 Peony 8650 8360,0 0,0
5 Peony 8665 180 0,00
6 LOTUS 2088 4302,0 0,00
7 Bột mỳ 1213 1052,0
8 PQ90 161 0,00
9 Peony 8640 6850 730
10 Parafin 147,0 0,00
11 Điện 2 199 560 KW
12 Nước 4774 m
3
13 Dầu FO 76 500 kg
Nguyên liệu
Kéo sợi, chải,
ghép, đánh ống
Mắc sợi Hồ sợi
Xâu go
Dệt
Kiểm tra
Sản phẩm
(Vải, khăn)
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
* Sơ bộ về các công đoạn: Mắc - Hồ - Dệt
1. Công đoạn mắc
Côn sợi được đặt trên giàn mắc với số lượng theo yêu cầu nhưng không
vượt quá 672 côn.
- Căng và duy trì sức căng: Dùng bộ phận cảm ứng tác dụng lên trục chính
để khi có sự cố như đứt sợi, chùm sợi thì sẽ dừng làm việc trục chính.
- Giàn mắc: Giữ chặt các côn sợi, cũng là nơi bố trí các bộ phận căng và
chia sợi. Giàn mắc là bộ khung để định hướng đường sợi trước khi sợi vào lược.
- Lược: Chia và rẽ sợi trước khi sợi được quấn vào trục beam, lược rất
quan trọng, khi chia sợi cần hạn chế sự trùng chập nhiều sợi vào cùng một kẽ lược vì
như vậy sẽ làm rối và ảnh hưởng đến các công đoạn tiếp theo.
2. Công đoạn hồ sợi
Quy trình công đoạn hồ sợi được trình bày ở hình 2.2.
Công đoạn hồ sợi với mục đích ngâm sợi vào tinh bột đã đun nóng nhằm
làm tăng thêm độ dai và tính chịu nhiệt của sợi, đảm bảo cho quá trình dệt được liên tục.
Sợi sau khi mắc thành trục sẽ được đem sang máy hồ. Các trục sợi được
mắc trên dàn beam và sợi được mắc qua các trục để dẫn vào bể ngấm hồ, sau đó được
kéo qua các lô sấy để sấy khô và được bộ phận lược chia ra trước khi quấn vào trục sợi.
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 96
Hình 2.1 - Quy trình công nghệ sản xuất của công ty
Hình 2.2 - Quy trình công đoạn hồ sợi
Trục hồ
Trục sợi
Máy hồ
Thiết bị nấu
hồ
Tinh bột, hóa chất
Nhiệt lò hơi
Nước
Dung dịch hồ
Điện
Nhiệt
Nhiệt
Nước thải
Nước thải
Nước
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
3. Công đoạn dệt
Trên máy dệt, sợi dọc và sợi ngang được đan kết với nhau để tạo thành
vải hoặc khăn. Tùy theo kiểu dệt, mật độ và chỉ số sợi mà ta dệt ra những mặt hàng khác
nhau. Công đoạn dệt được minh họa qua sơ đồ ở hình 2.3.
2.1.3. Xác định và lựa chọn công đoạn gây lãng phí nhất
Với dây chuyền công nghệ của quá trình sản xuất và các yêu cầu công
nghệ của ngành Dệt, ta có thể nhận thấy trong quá trình sản xuất chất thải phát sinh
ở tất cả các công đoạn chủ yếu là sợi đứt và bụi bông. Do vậy, việc thực hiện SXSH
chủ yếu tập trung giảm thiểu việc tiêu thụ nguyên nhiên liệu trên một đơn vị sản
phẩm mà không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Việc này được thực hiện
hầu như xuyên suốt quy trình sản xuất, và đặc biệt chú trọng đến các công đoạn hồ
sợi vì lượng nhiệt tổn thất trong công đoạn này khá lớn.
2.2. PHÂN TÍCH CÁC BƯỚC CÔNG NGHỆ
2.2.1. Chuẩn bị sơ đồ dòng của quá trình
Sơ đồ dòng của quy trình dệt được trình bày trong hình 2.4
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 97
Công đoạn
dệt
Sợi dọc
Điện
Vải (Khăn)
Bụi bông
Sợi đứt, Vải phế
Sợi ngang
Sợi biên
Hình 2.3 – Quy trình công đoạn dệt
Nguyên liệu
(côn sợi loại nhỏ- sợi dọc)
Bụi sơ sợi bám vào côn sợi
Sợi đứt
Kéo sợi, chải,
ghép, đánh ống
Mắc sợi
Hồ sợi
Xâu go
Dệt
Kiểm tra
Điện
Sản phẩm
Côn sợi lớn 1,6 2 kg
Trục sợi
Trục hồ
Khung go (sợi)
Khăn, vải mộc
Điện
Nước, tinh bột, hóa chất
Điện
Hơi nước
Nước thải
Sợi đứt
Sợi đứt
Bụi bông
Bụi bông
Sợi đứt, vải phế
Côn Sợi ngang
Điện
Sợi đứt
Hơi nóng, nước ngưng (nhiệt)
Điện
Bụi bông
(Khăn, vải mộc)
Sợi biên
Điện
Sợi đứt, vải phế
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
* Thuyết minh quy trình công nghệ: (xem mục 1.3.2.1- Chương 1 – phần 1)
2.2.2. Cân bằng vật chất và năng lượng
* Mục đích của bài toán cân bằng vật chất và năng lượng là:
- Cung cấp một cách đầy đủ các thông tin về công nghệ sản xuất, nguyên nhiên
vật liệu sử dụng, sản phẩm và các loại chất thải.
- Xác định nguồn thải, các loại chất thải.
- Trên cơ sở các số liệu cân bằng, sẽ xác định được các nguyên nhân gây thất
thoát nguyên liệu, nước và năng lượng sử dụng. Từ đó, đề xuất các giải pháp phù hợp
để giảm thiểu các tổn thất đó nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu lượng các
chất gây ô nhiễm môi trường.
* Nguyên lý chung:
- Bài toán cân bằng vật chất (VC) được thực hiện dựa trên cơ sở của định luật
bảo toàn khối lượng:
- Bài toán cân bằng năng lượng (NL) được thực hiện dựa trên cơ sở định luật bảo
toàn năng lượng:
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 98
Tổng lượng
VC đầu vào
Tổng lượng
VC đầu ra
Tổng lượng VC
tham gia phản ứng
=
+
Tổng
NL đầu vào
Tổng
NL đầu ra
Tổng NL
bị thất thoát
=
+
Hình 2.4 – Sơ đồ quy trình dệt
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
2.2.2.1. Cân bằng vật chất
Trong quá trình sản xuất, có nhiều loại máy dệt, sợi và sản phẩm khác nhau.
Bước đầu, đội SXSH chỉ tập trung theo dõi và tiến hành cân bằng vật chất ở mặt hàng
01/KL059 (Máy dệt kiếm Gammax).
1. Lập bảng cân bằng vật chất (tính cho tháng 4)
Cân bằng vật chất đối với mặt hàng 01/KL059 được thực hiện như bảng
2.3.
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 99
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
Bảng 2.3 – Bảng cân bằng vật liệu đối với mặt hàng 01/KL059
STT Công đoạn
Dòng vào Dòng ra Dòng thải
Tên nguyên liệu
Lượng
(kg)
Tên nguyên liệu
Lượng
(kg)
Tên nguyên liệu
Lượng
(kg)
1
Chải, ghép,
đánh ống
Côn Sợi dọc OE20 7019
Côn Sợi dọc OE20
(Côn sợi 1,6- 2kg)
6982,6
Bụi sợi (Sợi dọc) 26,9
Sợi đứt (Sợi dọc) 9,5
2 Mắc sợi
Côn Sợi dọc OE20
(Côn sợi 1,6- 2kg)
6982,6 Trục sợi dọc OE20 6934
Bụi sợi (Sợi dọc) 23,5
Sợi đứt (Sợi dọc) 25,1
3 Hồ sợi
Trục sợi dọc OE20 6934
Trục hồ (Sợi đã
ngấm dung dịch hồ)
7984,3
Sợi đứt (Sợi dọc) 28,7
LOTUS 2088 280,0 Parafin 5,8
Peony 8640 820,0 Nước thải 10238,2
Parafin 5,8 Nước bay hơi KĐK
Nước 10109 - -
4 Xâu go Sợi đã ngấm dung dịch hồ 7984,3 Khung go (Sợi dọc) 7856,4
Bụi sợi (Sợi dọc) 17,8
Sợi đứt (Sợi dọc) 39,1
5 Dệt
Khung go (Sợi dọc) 7927,4 Vải mộc 11111,1 Bụi sợi (Sợi dọc) 32,3
Sợi ngang OE20 3388,7 Vải phế 13,3 Sợi đứt (Sợi dọc) 58
Sợi khóa (Sợi biên) 5,8 - - Phế sợi ngang, sợi biên KĐK
Ghi chú: KĐK – Không đáng kể
Số liệu lấy từ bảng báo cáo tình hình sản xuất tháng 4/2010-công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà.
Khối lượng vải mộc 11111,11kg bao gồm 10140,3kg vải và 970,8 kg hóa chất.
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 100
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
2. Sơ đồ cân bằng vật chất
Từ bảng cân bằng vật chất trên, ta có thể lập sơ đồ cân bằng tổng quát đối với
1 tấn sản phẩm 01/KL059 như hình 2.5.
Nhận xét:
- Định mức nguyên liệu (sợi dọc, sợi ngang, sợi biên) trên một tấn sản
phẩm là 1,026 tấn sợi. Như vậy, lượng sợi bị thất thoát ở các công đoạn là 26kg.
- Số tiền bị thất thoát tương ứng với lượng sợi trên:
26 x 50 000 = 1300 000 VNĐ
Tuy nhiên, hiện tại công ty thu hồi lại vải phế và sợi đứt để bán lại cho
công ty sản xuất sợi. Như vậy, số tiền thất thoát thực tế:
1300 000 – (26 x 10000) = 1040000 VNĐ
Lượng hóa chất trên sau khi tham gia vào quá trình nấu hồ, phần lớn bám
lại trên sợi (trừ Parafin được thải hoàn toàn ra ngoài), một phần rất nhỏ còn bám lại trên
thiết bị thì định kỳ sẽ được vệ sinh (1lần/ngđ) và thải ra hệ thống xử lý nước thải.
2.2.2.2. Cân bằng năng lượng
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 101
Vải mộc
(1000kg vải mộc + 95,7 kg hóa chất)
CÔNG
NGHỆ DỆT
ĐỐI VỚI
MẶT HÀNG
01/KL059
Sợi dọc
(692,19kg)
Sợi ngang
(334,18kg)
Sợi biên
(0,57kg)
Nước
(1000kg)
LOTUS 2088
(24,37kg)
Peony 8640
(71,37kg)
Parafin
(0,57kg)
Sợi đứt
(15,82kg)
Bụi bông
(9,81kg)
Vải phế
(1,31kg)
Nước thải
(1011,24kg)
Parafin
(0,57kg)
Hình 2.5 – Sơ đồ cân bằng vật chất
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió và áp dụng sản xuất sạch hơn tại xưởng dệt
Công ty CPĐT Phong Phú Sơn Trà – Đà Nẵng
1. Các dạng năng lượng được sử dụng trong sản xuất
a. Hệ thống điện (Số liệu lấy theo bảng báo cáo tình hình sản xuất tháng 4)
Công ty sử dụng nguồn điện lưới quốc gia thông qua 2 trạm biến áp với
công suất (2
×
1600) KVA để cung cấp điện cho các bộ phận sản xuất.
- Công suất điện định mức: 1 199 734 KWh
- Công suất điện tiêu thụ thực tế: 1 266 320 KWh
Suy ra: Công suất điện thất thoát: 66 586 KWh
b. Lò hơi
Hiện nay, công ty sử dụng lò hơi OMNICAL có công suất 4000 kg/h để
cung cấp nhiệt cho công đoạn hồ. Hơi từ lò được đưa lên hệ thống ống phân phối
Φ
=
76 đưa đến khu vực hồ sợi.
* Các thông số kỹ thuật của lò hơi được trình bày trong bảng 1-phụ lục 3
* Tình trạng hoạt động của lò hơi
- Xác định hệ số không khí thừa (xem chi tiết tính toán mục1- phụ lục 3)
Trong quá trình vận hành lò hơi, thường phải kiểm tra các mẫu khói
định kỳ cho phép xác định hệ số không khí thừa xem có đúng tiêu chuẩn không. Nếu
α
nhỏ hơn tiêu chuẩn, quá trình cháy sẽ thiếu O
2
cháy không hết nhiên liệu. Nếu
α
lớn thì
tổn thất nhiệt tăng, hiệu suất của lò giảm xuống. Kết quả phân tích thành phần sản phẩm
cháy trong khói thải của lò hơi được thể hiện ở bảng 2.4.
Bảng 2.4 - Kết quả phân tích thành phần sản phẩm cháy
STT
Thông số
(%)
Kết quả đo
Lần 1 Lần 2
1
Nhiệt độ khói thải (
0
C)
208 189
2
CO
2
12,35 12,27
3
SO
2
0,014 0,0137
4
O
2
4,7 4,58
5
CO
KPH KPH
(Nguồn: Sở TNMT - Thành phố Đà Nẵng)
Ghi chú: KPH – Không phát hiện
Từ kết quả ở bảng trên, ta xác định được hệ số không khí thừa ở mỗi lần
đo như sau: Lần 1:
264,1
=
α
Lần 2:
262,1
=
α
Vậy: Hệ số không khí thừa trung bình ở đường khói:
α
= 1,263
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Tố Nguyên – Lớp 05MT Trang 102