quy trình sản xuất sạch hơn đối với nhà máy sản xuất xi măng Hà Tiên

TS: Nguyễn Vinh Quy
1.Phần 1: MỞ ĐẦU
1.1.Tính cấp bách và mục tiêu đề tài
1.1.1 Tính cấp bách của đề tài
1.1.2 Mục tiêu
1.2.Tổng quan về xi măng Hà Tiên
1.2.1.Lịch sử hình thành và phát triển
1.2.2. Cơ cấu tổ chức của công ty
1.2.3.Sản phẩm của công ty
1.2.4. Đội tham gia SXSH
2.Phần 2: MÔ TẢ CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT XI MĂNG
2.1. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng
2.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình sản xuất xi măng
2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu
2.2.2 Nghiền phối liệu
2.2.3 Nung clinker
2.2.4 Làm nguội clinker
2.2.5 Ủ clinker
2.2.6 Nghiền xi măng
2.2.7 Đóng bao
2.3 Khái quát về hiện trạng môi trường
2.3.1. Phát khí thải
2.3.2. Nước thải
2.3.3. Chất thải rắn
2.4. Lựa chọn công đoạn làm sản xuất sạch hơn
3.PHẦN 3: ĐÁNH GIÁ19
3.1. Xây dựng sơ đồ dòng
3.2.Thuyết minh quy trình
3.2.1.Cấp nguyên liệu ở dạng bột
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

1


TS: Nguyễn Vinh Quy
3.2.2.Cân định lượng cấp liệu lò
3.2.3.Quá trình nung clinker trong lò quay
3.2.4.Làm nguội clinker
3.2.5.Ủ clinker
3.3. Cân bằng vật liệu
3.3.1.Bảng Cân bằng vật liệu cho công đoạn sản xuất sạch hơn cho 1 tháng sản xuất
của nhà máy
3.3.2. Cân bằng năng lượng
3.3.3. Xác định chi phí cho dòng thải
4.PHẦN 4: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC GIẢI PHÁP
5. PHẦN 5: SÀNG LỌC CÁC GIẢI PHÁP SXSH
5.1Sàng lọc các cơ hội sản xuất sạch hơn
5.2 Tổng hợp kết quả sàng lọc các phương pháp SXSH32
5.3.Đánh giá sơ bộ các giải pháp SXSH
5.4. Đánh giá tính khả thi về kinh tế-môi trường-kĩ thuật
5.4.1.Đánh giá tính khả thi về kĩ thuât
5.4.2.Đánh giá tính khả thi về môi trường:
5.4.3. Đánh giá tính khả thi về kinh tế
5.5 Lựa chọn giải pháp:42
6. PHẦN 6: THỰC HIỆN
6.1. Các giải pháp được thực hiện
6.2.Lợi ích của việc thực hiện
6.2.1 lợi ích về mặt kỹ thuật
6.2.2 lợi ích về mặt kinh tế
6.3. Kế hoạch thực hiện
7.PHẦN 7: DUY TRÌ SẢN XUẤT SẠCH HƠN

8.PHẦN 8:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
8.1 Kết luận
8.2. Kiến nghị
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

2


TS: Nguyễn Vinh Quy

1.Phần 1: MỞ ĐẦU
1.1.Tính cấp bách và mục tiêu đề tài
1.1.1 Tính cấp bách của đề tài
Xi măng là một trong những ngành công nghiệp được hình thành sớm nhất ở nước ta
(cùng với các ngành than, dệt, đường sắt).
Ngày 25/12/1889 khởi công xây dựng nhà máy xi măng đầu tiên của ngành xi măng Việt
Nam tại Hải Phòng.
• Đến nay có khoảng 90 công 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 liên doanh và hơn 50 công ty nhỏ và các trạm nghiền khác.
Tuy nhiên sản lượng xi măng sản xuất trong những năm qua không đáp ứng được nhu
cầu tiêu thu trong nước.
•

Trong những năm qua ngành xi măng đóng góp một phần không nhỏ vào tốc độ tăng
trưởng kinh tế Việt Nam, trung bình từ 10%- 12% GDP. Tuy nhiên ngành sản xuất xi
măng cũng tiêu tốn nguồn tài nguyên không nhỏ cùng với việc hủy hoài môi trường dần
dần, trong giai đoạn nào của quá trình sản xuất cũng phát sinh ra bụi và khí thải, trong đó
có khí thải độc hại nhưng chỉ chiếm một phần nhỏ, chủ yếu là ô nhiễm do bụi vì thế
nhằm giải quyết và hạn chế vần đề này nhóm 3 quyết định áp dụng sản xuất sạch hơn đối

với nhà máy sản xuất xi măng Hà Tiên (một trong sỗ những công ty lớn nhất trong ngành
sản xuất xi măng)
1.1.2 Mục tiêu
Công ty Xi Măng Hà Tiên song song với việc đầu tư công nghệ và thiết bị hiện
đại,tiên tiến,Công ty còn xây dựng Hệ thống quản lý chất lượng theo Tiêu chuẩn Quốc tế
trong sản xuất cũng như trong khâu kiểm tra chất lượng sản phẩm và đã được Tổ chức
Tiêu chuẩn chất lượng Quốc tế công nhận và cấp chứng chỉ ISO 9001, ISO IEC17025.
Tôn trọng phương châm "Phát triển bền vững " và "sản xuất sạch", không phá vỡ cân
bằng các hệ sinh thái,phòng chống hoang mạc hóa ,nhằm bảo vệ màu xanh cho trái
đất;công ty luôn chú trọng công tác bảo vệ môi trường trong các hoạt động sản xuất kinh doanh.Trong năm 2007 Công ty đã triển khai áp dụng thành công hệ thống quản lý
chất lượng môi trường theo Tiêu chuẩn Quốc tế ISO 14001 vào thực tiễn sản xuất- kinh
doanh và đã được Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế công nhận.
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

3


TS: Nguyễn Vinh Quy
Công ty luôn lôc lực thực hiện sản xuất sạch hơn để tìm được giai đoạn lãng phí
nhất,gây ô nhiễm nhất để tiến hành thực hiên, hạn chế ô nhiễm môi trường và nâng hiệu
quả kinh tế.
1.2.Tổng quan về xi măng Hà Tiên

1.2.1.Lịch sử hình thành và phát triển
1.2.1.1 Quá trình hình thành
Năm 1960, công ty Cổ Phần Xi Măng Hà Tiên được khởi công xây dựng dưới sự tài
trợ của hãng Vent-pic (Pháp) cung cấp thiết bị.
Năm 1964 hoàn thành và chính thức đưa vào hoạt động với công suất ban đầu là
240.000 tấn clinker/năm tại Kiên Lương và 280.000 tấn clinker/năm tại Thủ Đức.
Sau năm 1975, nhà máy xi măng Hà Tiên chịu sự quản lý trực tiếp của Bộ Xây Dựng

và Liên hiệp các xí nghiệp xi măng Việt Nam.
Năm 1981, nhà máy xi măng Hà Tiên được tách ra thành 2 nhà máy độc lập:
•
•

Nhà máy xi măng Kiến Lương
Nhà máy xi măng Thủ Đức
Năm 1983, sát nhập trở lại và đổi tên thành Nhà máy Liên hợp xi măng Hà Tiên gồm
các bộ phận sau:

•
•
•

Nhà máy xi măng Thủ Đức
Nhà máy xi măng Kiến Lương
Xí nghiệp vận tải
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

4


TS: Nguyễn Vinh Quy
•
•

Ban quản lý công trình
Trường công nhân kỹ thuật
Năm 1988, dây chuyền nghiền xi măng và đóng bao mới ở Thủ Đức đi vào hoạt động.
Năm 1991, dây chuyền nung clinker Kiên Lương đi vào hoạt động.

Ngày 01/01/1993, theo sự chỉ đạo của cấp trên phù hợp với nhu cầu đổi mới, nhà máy
xi măng Hà Tiên tách ra thành:

•
•

Nhà máy xi măng Hà Tiên 1 tại Thủ Đức – Tp. HCM
Nhà máy xi măng Hà Tiên 2 tại Kiên Lương – Kiên Giang
Cùng trong thời gian này, sáp nhập công ty cung ứng vận tải Hà Tiên 1 vào nhà máy xi
măng Hà Tiên 1.
Ngày 30/09/1999, nhà máy xi măng Hà Tiên được đổi thành công ty xi măng Hà
Tiên 1 theo quyết định số 441/BXD-TCLĐ của Bộ Xây Dựng.
Ngày 06/12/2007, Công ty xi măng Hà Tiên đã chính thức làm lễ công bố chuyển từ
doanh nghiệp nhà nước thành công ty cổ phần theo quyết định số 1774/QĐ-BXD của Bộ
Xây Dựng về việc điều chỉnh phương án cổ phần và chuyển công ty xi măng Hà Tiên 1
đăng ký kinh doanh số 4103005941 của sở kế hoạch đầu tư Tp. HCM cấp ngày
18/01/2007 với vốn điều lệ ban đầu là 870 tỷ Việt Nam đồng.
1.2.1.2 Quá Trình Phát Triển
Giai đoạn 1964 – 1975
Sản lượng xi măng từ 21/03/1964 đến 04/1975 đạt 2.412.571 tấn. Trong đó năm cao
nhất đạt 293.979 tấn.
•

Năm 1974, nhà máy xi măng Hà Tiên đã ký thỏa ước tín dụng và hợp tác với hãng
Polysius (Pháp), để mở rộng nhà máy nâng công suất thiết kế từ 300.000 tấn/năm lên
1.100.000 tấn/năm.
Giai đoạn 1976 – 1978
Sản xuất thành công xi măng ít tỏa nhiệt, loại đặc biệt dùng trong đổ bê tông khối lớn
cho các công trình thủy điện. Đây là lần đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu thành công ứng
dụng Puzolane là phụ gia điều tiết trong quá trình chế tạo xi măng. Cho tới nay, việc đưa

Puzolane làm phụ gia xi măng đã được áp dụng trong toàn quốc, đem lại giá trị hàng trăm
tỷ đồng mỗi năm.
•

•

Giai đoạn 1982 – 1990

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

5


TS: Nguyễn Vinh Quy
Năm 1982, áp dụng cơ chế liên kết xuất nhập khẩu, nhà máy xi măng Hà Tiên đã xuất
khẩu tại chỗ 46.000 tấn xi măng BS.
Tháng 12/1988, thu 3.958.000 USD do ngân hàng ADB mua để xây dựng công trình
thủy lợi Hồ Dầu Tiếng.
Giai đoạn 1993 – 1995
Ngày 03/12/1993, đã ký hợp đồng với tập đoàn Holderbank, Thụy Sỹ (nay là Holcim
Group) thành lập công ty xi măng Sao Mai (nay là Holcim Việt Nam Ltd.,). Tổng nguồn
vốn đầu tư 441 triệu USD ( trong đó Hà Tiên 1 góp 35%, tương đương 39,34 triệu USD).
Tháng 4/1995, công ty cùng với Supermix Asia Ptd.ltd (Malaysia và Singapore) thành lập
công ty liên doanh bê tông tổng hợp Việt Nam (SPMV) với công suất thiết kế 100.000 m 3
bê tông/năm. Vốn pháp định là Hà Tiên 1 triệu USD, trong đó công ty xi măng Hà Tiên 1
đại diện 30%.
Ngày 28/10/1995, Hà Tiên 1 nhận từ tổng công ty xi măng Việt Nam nhiệm vụ làm
đối tác liên doanh với Công ty phân bón Miền Nam trong liên doanh xi măn Bình Điền.
• Giai đoạn 1999 đến nay
Năm 1999, công ty xi thành lập xí nghiệp tiêu thụ và dịch vụ, thiết lập hệ thống các

nhà phân phối chính thức tại Tp. HCM và 8 tỉnh trên địa bàn khu vực IV.

Quý III/1999 công ty chính thức đưa vào hoạt động mỏ khai thác Puzolane tại xã
Vĩnh Tân huyện Vĩnh Cửu tỉnh Đồng Nai.
Ngày 21/03/2001, thành lập thêm xí nghiệp xây dựng Hà Tiên 1. Xây dựng thành
công hệ thống quản lý chất lượng theo ISO 9001 – 2000, được tổ chức đánh giá Việt
Nam Quacert và tổ chức đánh giá Quốc tế DNV công nhận từ tháng 10/2000.
Tháng 05/2003, liên kết với công ty xi măng Hải Vân để đưa kỹ thuật công nghệ, phụ
gia nhãn hiệu Hà Tiên 1 ra thị trường duyên hải và cao nguyên Nam Trung Bộ.
Công ty đang là chủ đầu tư dự án nhà máy:
Nhà máy xi măng Bình Phước với công suất thiết kế 1.760.000 tấn clinker/năm và
2.200.000 tấn xi măng/năm.
Trạm tiếp nhận nghiền và phân phối xi măng phía Nam tại Quận 9 – Tp. HCM với
công suất thiết kế 1.000.000 tấn xi măng/năm
1.2.2. Cơ cấu tổ chức của công ty
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

6


TS: Nguyễn Vinh Quy
1.2.2.1. Cơ cấu quản lí tổ chức tại công ty
Công ty xi măng Hà Tiên xây dựng cơ cấu theo hình thức trực tuyến chức năng kết
hợp với nguyên tắc tập trung quản lý thống nhất dưới sự chỉ huy một đầu mối . Chức
năng của loại hình này là người lãnh đạo và người thi hành có mối quan hệ trực tiếp. Các
phòng ban có nhiệm vụ tham mưu cho lãnh đạo và toàn hệ thống quản lý.Loại hình này
thích hợp với quy mô hoạt động của công ty,đảm bảo tính hiệu quả và hiệu quả nhanh.
1.2.2.2 Chức năng nhiệm vụ của một số phòng ban
•

Giám đốc

Do bộ trưởng xây dựng đảm nhiệm,là người đề ra kế hoạch sản xuất kinh doanh và
đảm bảo sản xuất kinh doanh có hiệu quả.
Giám đốc là người lãnh đạo chung mọi hoạt động của các đơn vị trực thuộc,có quyền
hạn quyết định mọi vấn đề trong quá trình sản xuất kinh doanh của c của công tông
ty,đinh hướng phát triên của công ty,các lĩnh vực công tác kế hoạch,tài chính tổ chức lao
động,có quyền hạn bổ nhiệm,băi nhiệm,kỉ luật các nhân viên trong công ty.
•

Phó giám đốc kỹ thuật

Chịu trách nhiệm sản xuất xi măng,sản xuất sản phẩm mới ,điều tiết sản phẩm theo
kế hoạch,xử lí các vấn đề kĩ thuật,xây dựng kế hoạch sử chữa lớn,quyết toán vật tư,chỉ
đạo kỹ thuật sản xuất,khai thác và ưu hóa năng lực cạnh tranh thiết bị sản xuất sản
phẩm,phục vụ an toàn sản xuất vệ sinh công nghiệp,môi trường và sức khỏe người lao
động.
•

Phó giám đốc đầu tư

Chiệu trách nhiệm điều hành các lĩnh vực xây dựng thiết kế cơ bản nội bộ,khai thác
hiệu quả dự án đầu tư ,đa dạng hóa sản phẩm,tham gia đấu thầu xây dựng các công
trình ,đầu tư phát triển sản xuất quản lý quá trình sản xuất xác định tiêu chuẩn công
nghệ,chỉ đạo công tác cung ứng vật liệu,đảm bảo sản xuất kinh doanh tiến hành liên tục
và hiệu quả, tham gia dự án mới của công ty.
•

Phòng tổ chức lao động

Chịu trách nhiệm tổ chức quản lý ,bố trí nhân sự ,quản lý hồ sơ cán bộ công nhân
viên,đảm bảo công tác đào tạo tay nghề cho công nhân.Theo dõi thời gian và năng suất

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

7


TS: Nguyễn Vinh Quy
lao động thong qua việc chấm công ,chấm điểm thi đua,thực hiện công tác phục vụ sản
xuất và an toàn lao động.
•

Phòng kế hoạch đầu tư xây dựng cơ bản

Xây dựng kế hoạch sản xuất, kế hoạch tiêu thụ sản phẩm ,kế hoach sửa chữa tài sản
cố định,kế hoạch phát triển hằng năm của công ty.Phói hợp điều độ các hoạt động chủ
yếu trong sản xuất kinh doanh,triển khai thực hiện các kế hoạch trong năm.
Tổng hợp và lập báo cáo chính xác kịp thời tình hình kết quả hoạt động sản xuất kinh
doanh chủ yếu của công ty để giúp ban giám đốc triển kai xây dựng các kế hoạch phát
triển sản xuất trung và dài hạn.
Chịu trách nhiệm về coong tác đầu tư xây dựng cơ bản:tham gia duyệt quyết
toán,nghiệm thu và quyết toán công trình.Đồng thời tham gia công tác mua sắm điều
động,thanh lý sửa chữa lớn tài sản cố đinh.
•

Phòng kế toán-thống kê -tài chính

Có nhiệm vụ xử lý các nghiệp vụ kế toán toán trong quá trình hoạt động sản xuất kinh
doanh.

•

Ban quản lí hiện thực dự án

Chịu trách nhiệm công tác xây dựng,công tác đầu tư,công tác phát triển thực hiện dự
án và chỉ đạo côn tác thiết kế xây dựng cơ bản nội bộ.
•

Phòng thí nghiệm-KCS

Kiểm tra chất lượng nguyên vật liệu đưa vào sản xuất,chất lượng sản phẩm đầu
ra,thực hiện công tác kiểm nghiệm,thử mẫu,điều hòa phối liệu để xi măng đạt được hàm
lượng cho phép xác địnhtiêu chuẩn chất lượng trọng lượng đúng quy định.
•

Phòng tổ chức hành chánh

Tổ chức điều hành công tác văn thư quản lý thực hiện công tác thong tin,báo chí,liên
lạc hữu tuyến,vô tuyến về hoạt động sản xuất kinh doanh và quan hệ xã hội phục vụ lãnh
đạo,quản lý tài sản của công ty,giải quyết các công việc hành chính,làm những công việc
hướng dẫn qua hệ xã hội giúp công ty uy tín hơn.
•

Phòng bảo vệ quân sự

Tổ chức công tác bảo vệ tài sản của công ty.
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

8

TS: Nguyễn Vinh Quy
Tổ chức công tác tập luyện quân sự,phòng cháy chữa cháy.
Trạm y tế:

•

Chịu trách nhiệm toàn bộ công tác y tế,chịu sự lãnh đạo chuyên môn,nghiệp vụ của
phòng y tế ,theo dõi tình hình sức khỏe,bệnh tật của cán bộ công nhân viên vệ sinh phòng
chống dịch bệnh thông thường.
1.2.2.3 Bố trí nhân sự tại công ty
Phòng tổ chức lao động
Phòng kế toán-thống kê-tài chính
Phòng kế hoạch
Phòng kĩ thuật
Phòng thí nghiệm-KCS
Phòng vật tư suất nhập khẩu
Phòng bảo vệ-quân sự
Phòng dự liệu điện toán
Phòng quản lý các dự án
Phòng tổ chức hành chánh
Trạm y tế
Văn phòng công đoàn
Phẩn xưởng sản xuất xi măng
Phân xưởng sửa chữa cơ điện
Phân xưởng sản xuất mới
Phân xưởng sản xuất may bao
Phân xưởng khai thác đá
Phân xưởng cát tiêu chuẩn
Xí nghiệp xây dựng

Ban an toàn lao động và môi trường
Xí nghiệp tiêu thụ và dịch vụ
Tổng cộng:

11
20
13
16
39
20
51
8
42
58
6
4
233
102
138
71
51
30
43
5
125
1090

người
người
người

người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người
người

1.2.3.Sản phẩm của công ty
1.2.3.1Các chủng loại xi măng của công ty
•
•
•
•
•

Xi măng PCB30(TCVN 6260-1997)
Xi măng PC30(TCVN 2682-1999)

Xi măng PC40(TCVN 2682-1999)
Xi măng BS.12-78(TC Anh Quốc)
Xi măng PCLH 30, PCLH 40 ,PCHS 30, PCHS 40

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

9


TS: Nguyễn Vinh Quy
1.2.3.2. Các sản phẩm khác
•
•
•

Vữa xây , vữa khô (hồ khô trộn sẵn)
Cát tiêu chuẩn
Gạch lát vỉa hè, gạch block.

1.2.4. Đội tham gia SXSH
STT

Họ Tên

Chức Vụ trong công ty

Chức vụ trong đội
SXSH

1

Võ Ngọc Ý

Trưởng phòng kĩ thuật

Đội trưởng

2

Nguyễn Bá Khải

Trưởng phòng vật tư

Đội phó

3

Trần Mộng Duyên

Trưởng phòng tài chánh

Đội phó

Và 12 cán bộ công nhân viên tại các phòng ban khác là các thành viên trong đội SXSH

2.Phần 2: MÔ TẢ CÔNG ĐOẠN SẢN XUẤT XI MĂNG
2.1. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng
Quá trình sản xuất xi mang có thể duợc chia thành 3 công đoạn chính là:
- Công đoạn chuẩn bị nguyên, nhiên liệu
- Công đoạn nung clinker

- Công đoạn nghiền và dóng bao xi mang
Tùy theo đặc điềm của lò nung clinker nguời ta phân ra thành: công nghệ sản
xuất xi măng bằng lò quay phương pháp uớt, công nghệ sản xuất xi măng
bằng lò quay phương pháp khô và công nghệ sản xuất xi măng bằng lò dứng.
Đối với nhà máy xi măng Hà Tiên có sử dụng 02 lò quay phương pháp ướt, kích
thước 3,3x100 của hãng Venot-Pic (Pháp) và từ 1991 được mở rộng với 01 lò quay
phương pháp khô, kích thước 4,8x64m của hãng Polysius (Pháp).
- Công nghệ sản xuất clinker xi măng bằng lò quay phương pháp uớt: phối liệu được
chuẩn bị ở dạng bùn uớt có độ ẩm từ 33 – 37 % và được nung bằng lò quay dài. Phối liệu
sau khi nghiền đạt độ đồng nhất cao, nhờ dó clinker có thể dạt chất luợng tốt. Tuy nhiên,
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

10


TS: Nguyễn Vinh Quy
hàm ẩm phối liệu cao nên nhiệt năng tiêu tốn riêng trong quá trình sấy và nung lớn (1350
– 1600 kcal/kg clinker); dồng thời do các quá trình hóa lý như sấy, dehydrat các khoáng
sét, phân hủy carbonat hoá đá vôi đều xảy ra trong lò quay (50 – 60% chiều dài lò) nên
chiều dài lò lớn, chiếm nhiều mặt bằng sản xuất.
- Công nghệ sản xuất clinker xi măng bằng lò quay phương pháp khô: phối liệu được
chuẩn bị ở dạng bột khô (độ ẩm thuờng nhỏ hơn 1 %) và nung bằng lò quay. Ðể tận dụng
nhiệt khí thải, các lò thuờng có thêm bộ phận tháp trao dổi nhiệt (preheater) gồm hệ
thống các cyclon. Các dây chuyền sản xuất mới có buồng tiền phân hủy (pricalciner).
Công nghệ này có những ưu diểm cơ bản như quá trình trao dổi nhiệt giữa khí cháy và
phối liệu đạt hiệu quả cao. Mặt khác khả năng tận dụng nhiệt của khí thải tối ưu dể sấy
nghiền phối liệu, cung như tăng cuờng sự phân hủy carbonat của đá vôi trong tháp
canxiner cao. Vì vậy, nhiệt năng tiêu thụ trong quá trình nung tạo khoáng clinker thấp
(700 – 850 kCal/ kg clinker). Ngoài ra, chiều dài lò nung duợc rút ngắn hơn nhiều so với
lò quay nung clinker theo phương pháp uớt

Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng
Đá vôi

Than

Đất sét

Điện

Bụi, ồn

Chuẩn bịnguyên liệu
Điện, phụ gia

Bụi, ồn

Nghiền phối liệu
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Nung
Tiên clinker

11


TS: Nguyễn Vinh Quy
Điện, than

Khói, bụi

Điện , nước

Bụi, nước thải

Làm nguội clinker
Ủ clinker
(Si lô chứa)
Điện, phụ gia
Thạch cao
Điện,
Điện
Vỏ bao

Nghiền xi măng

Si lô xi măng

Đóng bao xi măng

Bụi, ồn

Bụi, ồn
Bụi
Vỏ bao

Xi măng thành phẩm

2.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình sản xuất xi măng
2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu
Chuẩn bị nguyên liệu bao gồm việc khai thác, vận chuyển và gia công sơ bộ
nguyên liệu (đá vôi, đất sét, phụ gia điều chỉnh…) nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật,

chuẩn bị cho các công đoạn gia công tiếp theo. Tuỳ từng loại nguyên liệu và tuỳ từng
phương pháp sản xuất mà các yêu cầu kỹ thuật cần đảm bảo là khác nhau. Nguyên liệu
chính dùng để sản xuất xi măng là đávôi, đất sét và các phụ gia điều chỉnh (Quặng sắt,
bôxít, cao silic...).
Đá vôi: là nguyên liệu chính dùng trong sản xuất xi măng. Theo TCVN6072:1996, đá
vôi dùng làm nguyên liệu để sản xuất xi măng portland phải thỏa mãn yêu cầu về hàm
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

12


TS: Nguyễn Vinh Quy
lượng của các chất là: CaCO3> 85% và MgCO3 < 5%. Thông thường các nhà máy xi
măng ở nước ta đều sử dụng đá vôi có hàm lượng CaCO3 = 90 – 98 % ( CaO = 50 –
55%), MgO < 3% và ôxít kiềm không đáng kể. Ngoài đá vôi, ở một số nơi hiếm đá vôi có
thể sử dụng đá vôi san hô hoặc vỏ sò nhưng phải khai thác và để lâu ngày cho mưa rửa
trôi hết muối NaCl.Đá phấn có chưa CaCO3 = 98 – 99%, có cấu trúc tơi xốp có thể thay
thế cho đá vôi và là nguyên liệu thích hợp để sản xuất xi măng trắng.Đá vôi là nguyên
liệu rắn, sau khi khai thác được đập sơ bộ bằng máy đập hàm sau đó được chuyển vào
máy đập búa để đạt kích thước thích hợp 5 – 25 mm. Đá vôi sau đó sẽ được chuyển về
kho chứa và đồng nhất bằng hệ thống vận chuyển.
Đất sét: là nguyên liệu chiếm thứ 2 trong sản xuất xi măng. Theo TCVN6071:1996,
hỗn hợp nguyên liệu sét dùng để sản xuất xi măng phải có hàmlượng các ôxít trong
khoảng sau:SiO2 = 55 ÷ 70%, Al2O3 = 10 ÷ 24%, K2O + Na2O ≤ 3%.
Các nhà máy xi măng ở nước ta hầu hết đều sử dụng sét đồi có hàm
lượngSiO2=58÷66%, Al2O3 = 14 ÷ 20%, Fe2O3= 5 ÷ 10 %, K2O+Na2O = 2 ÷ 2,5%. Ngoài
sét đồi, ở một số nơi có thể sử dụng sét ruộng hoặc sét phù sa. Những loại sét này thường
có hàm lượng SiO2 thấp hơn, Al2O3 và kiềm cao hơn, nên phải có nguồn phụ gia cao silic
để bổ sung SiO2. Việc này trở nên khó khăn hơn khi yêu cầu sản xuất xi măng hàm lượng
kiềm thấp. Đất sét là loại nguyên liệu mềm, được đập nhỏ bằng máy cán trục. Sau đó việc

gia công lại tùy thuộc vào công nghệ sản xuất. Với “Công nghệ sản xuất xi măng bằng lò
quay phương pháp ướt”: Đất sét sau khi được đập nhỏ được cho vào máy bừa bùn, bùn ra
có độ ẩm khoảng 60 – 70% được đưa vào bể chứa chuẩn bị đưa vào máy nghiền cùng đá
vôi.
Với “Công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp khô”: Đất sét
được đập sơ bộ bằng máy cán trục hoặc máy thái đất sau đó được vận chuyển vào kho
chứa và đồng nhất bằng hệ thống vận chuyển.
Với “Công nghệ sản xuất xi măng bằng lò đứng”: Nếu đất sét có độ ẩm cao cần sấy
trước khi đưa vào silô chứa để định lượng vào máy nghiền.
Các phụ gia điều chỉnh và phụ gia khoáng hóa:
- Phụ gia cao silic: được dùng để điều chỉnh modun silica (n) trong trường hợp nguồn
sét của nhà máy có hàm lượng SiO2 thấp. Các phụ Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn
ngành công nghiệp sản xuất xi măng gia thường sử dụng là các loại đất hoặc đá cao silic
có hàm lượng SiO2> 80 %. Ngoài ra, ở những nơi không có nguồn đất cao silic có thể sử
dụng cát mịn, nhưng khả năng nghiền mịn sẽ khó hơn và SiO2 trong cát nằm ở dạng
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

13


TS: Nguyễn Vinh Quy
quăczit khó phản ứng hơn nên cần phải sử dụng phụ gia khoáng hóa để giảm nhiệt độ
nung.
- Phụ gia cao sắt: được dùng để điều chỉnh modun aluminat (p) nhằm bổ sung hàm
lượng Fe2O3 cho phối liệu vì hầu hết các loại sét không có đủ hàm lượng Fe2O3 theo yêu
cầu. Các loại phụ gia cao sắt thường được sử dụng ở nước ta là: Xỉ pirit Lâm Thao chứa
Fe2O3: 55 ÷ 68%, quặng sắt (ở Thái Nguyên, Thanh Hóa, Quảng Ninh, Lạng Sơn...)
Fe2O3: 65 ÷ 85% hoặc quặng laterit ở các tỉnh miền trung, miền nam chứa Fe2O3: 35 ÷
50%. Đối với công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp khô phụ gia cao sắt
thường dùng là quặng sắt hoặc quặng laterit. Xỉ pirit ít được dùng hơn vì thường có lẫn

tạp chất lưu huỳnh, đây là chất có hại cho chất lượng xi măng và ảnh hưởng xấu đến quá
trình vận hành lò nung.
- Phụ gia cao nhôm: Cũng được dùng để điều chỉnh phụ gia aluminat (p)
nhằm bổ sung hàm lượng Al2O3 cho phối liệu trong trường hợp nguồn
sét của nhà máy quá ít nhôm. Nguồn phụ gia cao nhôm thường là
quặng boxit có chứa Al2O3: 44 ÷ 58%. Cũng có thể dùng phụ gia cao
lanh hoặc tro xỉ nhiệt điện làm phụ gia bổ xung nhôm, nhưng tỷ lệ dùng khá cao và hiệu
quả kinh tế thấp do phải vận chuyển một lượng lớn đi xa.
- Phụ gia khoáng hóa: Để giảm nhiệt độ nung clinker nhằm tiết kiệm nhiên liệu và
tăng khả năng tạo khoáng, tăng độ hoạt tính của các khoáng clinker có thể sử dụng thêm
một số loại phụ gia khoáng hoá như quặng fluorit, còn gọi là huỳnh thạch (chứa CaF2),
quặng phốtphorit (chứa P2O5), quặng barit (chứa BaSO4), thạch cao (chứa CaSO4). Các
loại phụ gia này có thể dùng riêng một loại hoặc dùng phối hợp với nhau ở dạng phụ gia
hỗn hợp, khi đó tác dụng khoáng hoá sẽ tốt hơn, tỷ lệ mỗi loại phụ gia sẽ ít hơn. Tuy vậy,
trong sản xuất nếu càng sử dụng nhiều loại nguyên liệu và phụ gia thì công nghệ pha trộn
phối liệu càng phức tạp, tốn nhiều thiết bị cân trộn hơn và khả năng đồng nhất kém hơn,
việc khống chế phối liệu cho chính xác cũng khó hơn. Mặt khác khi sử dụng phụ gia
khoáng hóa cần lưu ý đến các điều kiện kỹ thuật, môi trường và đặc biệt là hiệu quả kinh
tế so với giải pháp chỉ sử dụng than có chất lượng tốt.
2.2.2 Nghiền phối liệu
Quá trình nghiền phối liệu nhằm mục đích nghiền mịn đồng thời tăng độ đồng nhất
của hỗn hợp phối liệu. Sau khi gia công nguyên liệu sơ bộ, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật,
hỗn hợp phối liệu được nghiền mịn trong các máy nghiền, đồng thời kết hợp với việc
đồng nhất hoá hỗn hợp phối liệu. Với mỗi phương pháp sản xuất khác nhau, quá trình
nghiền mịn, khuấy trộn và điều chỉnh hỗn hợp phối liệu lại có quy trình thích ứng khác
nhau.
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

14

TS: Nguyễn Vinh Quy
Đối với “công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp khô”, đá vôi và đất
sét được đồng nhất hoá sơ bộ trong kho đồng nhất bằng thiết bị rải đổ. Sau đó, hỗn hợp
nguyên liêu và phụi phụ gia điều chỉnh được định lượng để cho vào máy sấy-nghiền. Hệ
thống này có thể là máy sấy-nghiền bi liên hợp hoặc máy sấy-nghiền đứng liên hợp. Hỗn
hợp được nghiền mịn đồng thời tăng độ đồng nhất của hỗn hợp phối liệu. Bột liệu đạt độ
mịn được vận
chuyển lên silo chứa.
Đối với “công nghệ sản xuất xi măng bằng lò quay phương pháp ướt”, đá vôi, đất sét
và phụ gia được nghiền trong máy nghiền bi thành bùn nhão, sau đó mới được bơm sang
bể chứa. Tại đây dung dịch được kiểm tra, điều chỉnh thành phần, đồng thời được khuấy
trộn để chống lắng và tăng độ đồng đều.
Độ mịn của hỗn hợp phối liệu có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nung luyện
và chất lượng clinker. Độ mịn của hỗn hợp phối liệu càng cao, bề mặt tiếp xúc giữa các
cấu tử nguyên liệu càng lớn, quá trình hoá lý xảy ra khi nung càng nhanh, chất lượng
clinker càng cao. Độ mịn của phối liệu cao cũng đồng nghĩa với việc tiêu tốn năng lượng
nghiền lớn.
2.2.3 Nung clinker
Quá trình nung clinker sử dụng năng lượng nhiệt để làm các khoáng trong
hỗn hợp phối liệu nóng chảy một phần, phản ứng và kết khối tạo thành clinker tại nhiệt
độ 1400-1450oC. Trong quá trình nung nóng và làm nguội clinker, các quá trình hoá lý
được diễn ra có lúc nối tiếp nhau, có lúc đồng thời chứ không tách biệt.
Có thể tạm chia quá trình nung clinker thành các quá trình riêng rẽ sau:
- Sấy hỗn hợp phối liệu (mất nước lý học)
- Dehydrat hoá khoáng sét (mất nước hoá học)
- Phân huỷ CaCO3 và MgCO3 (decarbonat)
- Phản ứng trong pha rắn (phản ứng toả nhiệt)
- Phản ứng khi có mặt pha lỏng nóng chảy (phản ứng kết khối)
- Quá trình kết tinh khi làm nguội

Clinker có thể được nung trong lò quay (công nghệ lò quay ướt hoặc khô) và
lò đứng như được trình bày ở trên.
2.2.4 Làm nguội clinker
Để tăng cường chất lượng clinker, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận
chuyển, lưu trữ và nghiền tiếp theo, quá trình làm nguội clinker được thực
hiện nhằm giảm nhiệt độ clinker, thu hồi nhiệt dư bằng cách hoàn lưu một
phần nhiệt của không khí nóng để nâng cao hiệu suất nhiệt của hệ thống
nung.
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

15


TS: Nguyễn Vinh Quy
Clinker được làm mát bằng không khí tới nhiệt độ 100 – 200oC trong bộ phận làm
lạnh clinker. Khí nóng thu hồi được sử dụng làm khí cháy thứ cấp trong lò nung. Thiết bị
làm nguội clinker có những dạng cơ bản sau:
- Dạng tháp đứng (trong công nghệ lò đứng)
- Dạng lò quay con
- Dạng lò vệ tinh (hay lò hành tinh)
- Dạng ghi làm lạnh
Nhà máy xi măng Hà Tiên sử dụng thiết bị ghi làm lạnh để làm nguội clinker:
Thiết bị ghi làm lạnh: được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hiện đại với hiệu suất cao
và có thể điều chỉnh tốc độ làm lạnh hợp lý. Clinker trên sàn ghi làm lạnh, chuyển động
theo phương thức chuyển động song song, đẩy dồn clinker từ đầu nóng đến đầu nguội.
Với thiết bị ghi làm lạnh, clinker được làm lạnh nhanh bằng phương thức làm lạnh cưỡng
bức, nhờ quạt cao áp và trung áp; đồng thời có thể thiết kế phân cấp nhiều lần theo chiều
rộng sàn ghi. Thiết bị ghi làm lạnh thích hợp cho mọi loại công suất lò (thường lớn hơn
1200 tấn clinker/ngày). Một ưu điểm nổi bật của thiết bị ghi làm lạnh là có thể tận dụng
nhiệt khí thải sau quá trình làm lạnh clinker, hồi lưu sử dụng cho tháp trao đổi nhiệt,

nhằm giảm thấp tối đa nhiệt lượng tiêu tốn riêng cho quá trình nung clinker. Thiết bị ghi
làm lạnh có các dạng sàn ghi nằm ngang, nghiêng và liên hợp.
2.2.5 Ủ clinker
Clinker sau khi ra khỏi lò nung được ủ 10 – 15 ngày nhằm mục đích làm nguội
clinker đến nhiệt độ thường, đảm bảo hiệu quả đập nghiền trong máy nghiền.
2.2.6 Nghiền xi măng
Clinker, thạch cao và phụ gia (nếu có) được định lượng và cấp vào máy
nghiền xi măng để nghiền mịn. Xi măng sau nghiền có độ mịn nhỏ hơn 10%
còn lại trên sàng 0,09 mm và blaine lớn hơn 2800 cm2/g.
Xi măng càng được nghiền mịn thì càng tăng diện tích bề mặt và tăng khả
năng thủy hóa. Tuy nhiên, nếu xi măng nghiền quá mịn sẽ dẫn đến một số hệ
quả như giảm năng suất của máy nghiền, tăng tiêu hao điện năng, khó đóng
bao... Việc nghiền quá mịn xi măng còn làm giảm hoạt tính, giảm độ bền vững của bê
tông.
Clinker sau ủ được nghiền trong máy nghiền cùng với một lượng đá thạch cao (3 –
5%) để điều chỉnh thời gian đông kết của xi măng. Máy nghiền có thể là loại máy nghiền
bi nhiều ngăn làm việc theo chu trình kín hoặc máy nghiền đứng con lăn. Để cải thiện
một số tính chất và tăng sản lượng của xi măng, trong quá trình nghiền còn bổ sung một
lượng phụ gia khoáng và phụ gia công nghệ. Các loại phụ gia khoáng có thể nghiền
chung với clinker, cũng có thể nghiền riêng sau đó trộn chung vào. Quá trình nghiền
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

16


TS: Nguyễn Vinh Quy
không cho phép nghiền clinker nóng vì sản phẩm thu được có nhiệt độ quá cao làm giảm
năng suất nghiền, ảnh hưởng đến các chi tiết thiết bị trong máy nghiền. Ngoài ra, khi
nghiền clinker nóng, đá thạch cao có thể bị dehydrat hoá ngay trong quá trình nghiền,
làm giảm tác dụng điều chỉnh tốc độ đông kết của xi măng. Xi măng bột từ máy nghiền ra

thường có nhiệt độ từ 80 – 1300C, cũng có khi cao hơn. Xi măng được tiếp tục được vận
chuyên lên các silô chứa.
2.2.7 Đóng bao
Xi măng bột từ các silô chứa được tháo xuống các thiết bị vận chuyển như vít tải,
băng tải, gầu nâng, đổ xuống hệ thống sàng rung, nhằm loại bỏ những vật lạ, tiếp tục rơi
xuống két chứa trung gian, cấp xi măng cho máy đóng bao.
Xi măng sau khi được đóng bao đủ khối lượng, tự động rơi xuống băng tải
vận chuyển về kho chứa xi măng bao
2.3 Khái quát về hiện trạng môi trường
Quá trình sản xuất xi mãng tiêu thụ nhiều tài nguyên, sử dụng nhiều nãng
lýợng, phát sinh nhiều chất thải gây các tác ðộng tới môi trýờng. Các tác
ðộng môi trýờng của công nghiệp xi mãng có thể chia thanh hai nhóm cõ bản:
- Các tác động từ quá trình khai thác nguyên liệu thô
- Các tác động từ quá trình sản xuất clinker và xi mãng
Các tác động này phụ thuộc vào nguyên liệu thô, nhiên liệu sử dụng cũng như công
nghệ, thiết bị sản xuất và trình độ quản lý sản xuất tại nhà máy. Các chất thải phát thải từ
quá trình sản xuất xi măng chủ yếu là khí thải, ngoài ra có lượng nước thải và chất thải
rắn không đáng kể.
2.3.1. Phát khí thải
Phát thải bụi, và khí thải bao gồm khí thải NOx và SOx, ngoài ra còn phải kể
đến các phát thải CO2, CO, amoniac, HCl, hơi kim loại nặng và VOCs (các
hợp chất hữu cơ bay hơi) là các vấn đề môi trường chính được quan tâm
trong quá trình sản xuất xi măng. Các phát thải này đều có tác động tiêu cực
tới môi trường.
2.3.2. Nước thải
Đối với các nhà máy xi măng sử dụng công nghệ lò quay phương pháp khô, nước sử
dụng trong quá trình sản xuất xi măng thường chỉ dùng cho mục đích làm mát. Trong quá
trình sản xuất xi măng, một phần nước bị bay hơi và phần còn lại thì tuần hoàn sử dụng
lại. Nước thải không phải là vấn đề môi trường đáng quan tâm của một nhà máy sản xuất
xi măng sử dụng công nghệ này. Đối với nhà máy sử dụng phương pháp ướt hoặc xử lý

bụi bằng phương pháp rửa khí (lọc bụi ướt) thì nước thải cần lưu tâm hơn.
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

17


TS: Nguyễn Vinh Quy
2.3.3. Chất thải rắn
Chất thải rắn trong nhà máy xi măng bao gồm bụi, cặn thu được từ thiết bị làm sạch
khí chứa kiềm cao và có thể chứa lượng nhỏ các tạp chất như kim loại nằm trong thành
phần của nguyên liệu. Ngoài ra còn lượng bụi tách ra từ hệ thống lò nung có thể chứa
kiềm, sunfat và clo cao – như bụi lọc – trong vài trường hợp không thể tuần hoàn vào quá
trình sản xuất. Thông thường, toàn bộ bụi lò được quay lại quá trình sản xuất, nhưng
trong một số trường hợp, một phần bị loại ra và thải bỏ. Với cả hai loại bụi, cần có sự xử
lý và thải bỏ đặc biệt để tránh làm ô nhiễm đất và nguồn nước. Ngoài ra còn chất thải rắn
từ bao bì nguyên liệu, bao xi măng thành phẩm hỏng với lượng không lớn. Các chất thải
này thường được Công ty Môi trường thu gom vận chuyển và thải bỏ.
2.4. Lựa chọn công đoạn làm sản xuất sạch hơn
“Công đoạn sản xuất clinker”
Trong công đoạn sản xuất clinker diễn ra các quá trình như: nung cliker,làm nguội,ủ
clinker…
Quá trình sản xuất clinker chiếm khoảng 70-80% tổng năng lượng tiêu thụ để sản xuất
xi măng.
Quá trình nung cliker diễn ra rất phức tạp,nếu cách nun không đúng yêu cầu kỹ
thuật ,nguyên liệu quá nhiều  hao phí nguyên liệu,sản phẩm không đạt yêu cầu,thất
thoát gây tác động lớn tới môi trường…
Quá trình làm lạnh cliker sẽ không tránh khỏi sự thoát hơi nước nếu không quản lý
chặc chẽ  ảnh hưởng tối môi trường làm việc của công nhân(khí thải),và làm thất thoát,
hao phí lượng nguyên liệu sau khi nung.
Quá trình ủ Clinker khi không được thực hiện đúng kỹ thuật thất thoát một lượng

lớn nguyên liệu,rò rỉ nước thải
Ngoài ra quá trình tạo Clinker con gây tổn thất lớn về nguồn điện được sử dụng để
vận hành máy móc thiết bị,gây tiếng ồn lớn.

3.PHẦN 3: ĐÁNH GIÁ
3.1. Xây dựng sơ đồ dòng

Cấp phối liệu

Cân multicor

Cân định lượng

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

18


TS: Nguyễn Vinh Quy

Hơi nước ,điện, than

Điện, dầu
Phụ gia,
Nhiệt
Nhiệt
các khoáng
C3A, C4AF

Sấy,nung nóng phối liệu

Bụi, nhiệt

hủyoxit,
sét tạo
các oxit hoạt
Các Phân
khoáng
nhiệt
tính
Nhiệt thải, .
khí
CO2, các
oxit mới
Phân hủy
CaCO
3 và MgCO3
các oxit mới
Phản ứng trong pha rắn(phản
ưng tỏa nhiệt)

C3A, C4AF, C2S.
khoáng C3S, nhiệt thải

Phản ứng có mặt pha lỏng

Ghi làm lạnh
Điện -Nước

Làm nguội Clinker

sp đã làm ngụôi

sản phẩm đã làm nguội
nước rò rỉ, nhiệt.

Ủ clinker

Clinker thành phẩm

3.2.Thuyết minh quy trình
3.2.1.Cấp nguyên liệu ở dạng bột
Là rút bột liệu sống từ đáy silo đồng nhất cấp đều đặn và ổn định năng suất theo kế
hoạch vận hành lò nung thông qua cân bằng định lượng kèm theo van điều tốc rút liệu,
băng tải cao su, hệ thống gàu nâng kèm theo các mang khí động tải bột cao cấp cho lò
quay phương pháp khô, hệ thống máng khí đọng hồi lưu bột quay lại kho silo đồng nhất
trong trường hợp có sự cố kỹ thuật phải giảm năng suất.
3.2.2.Cân định lượng cấp liệu lò
SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

19


TS: Nguyễn Vinh Quy
Nếu một lò nung được cấp liệu bởi một hệ thống cân định lượng chính xác thì người
vận hành sẽ biết được một lượng liệu chính xác được cấp vào lò và từ đó sử dụng than,
gió và tốc độ lò cho phù hợp, từ đó giữ được ổn định nhiệt độ tháp cũng như dòng lò
nung. Nếu hệ thống cân được hỗ trợ hiệu chuẩn Online, thi thoảng người vận hành chạy
hiệu chuẩn Online để kiểm tra độ chính xác của cân và tự động hiệu chuẩn lại cân. Nếu
hệ thống cân chính xác sẽ giúp cho việc kiểm tra tiêu hao nguyên nhiên liệu trong quá

trình sản xuất Clinker.
3.2.3.Quá trình nung clinker trong lò quay
Khi lò quay hoạt động, dòng khí nóng từ ngọn lửa của nhiên liệu cháy được phun từ
phía đầu thấp của lò, chuyển vận từ đầu thấp lên đầu cao. Còn phối liệu được cấp vào
phía đầu cao của lò, chuyển vận dần xuống phía đầu thấp, ngược chiều với dòng khí
nóng.
Trong quá trình vận chuyển , phối liệu sẽ được đưa qua các vùng có nhiệt độ khác
nhau phân bố dọc theo chiều dài của lò ( được gọi là các Zôn), thực hiện các giai đoạn
chuyển biến hóa lý để chuyển hóa thành các clinker xi măng:
 Các diễn biến hóa lý chủ yếu của quá trình nung luyện clinker như sau :
 Zôn sấy ( 70-1000C) : nước liên kết cơ học bốc hơi, phối liệu được sấy khô hoàn
toàn.
 Zôn đốt nóng (450-5000C): các chất hữu cơ cháy, bốc hơi, nước liên kết hóa học
trong các khoáng tinh thể ngậm nước như caolit bị tách ra, bốc hơi.

Al2O3 .2SiO2 2H2O  Al2O3 .2SiO2 + 2H2O
Caolinit
Metacaolinit
Zôn phân hủy hay zôn tỏa nhiệt ( 500-10000C): đất sét và đá vôi phân hủy, tạo ra các
sản phẩm trung gian và oxit mới sinh :

Al2O3 .2SiO2 Al2O3 .SiO2 + 2SiO2
CaCO3→ CaO + CO2

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

20


TS: Nguyễn Vinh Quy

Đồng thời bắt đầu có phản ứng pha rắn giữa các oxit mới sinh tạo ra khoáng C 3A, C4AF, C2S.
Các phản ứng đều tỏa nhiệt cho nhiệt độ zôn này tăng nhanh so với zôn trước, đặc
biệt trong khoảng 900-10000C.
 Zôn kết khối ( 1300-1450-13000C) : đây là zôn có nhiệt độ cao nhất được thực hiện.
Các phản ứng tạo khoáng xi măng quan trọng nhất được thực hiện , kết hợp với quá
trình kết khối tạo hạt clinker.
Ở 13000C xuất hiện pha lỏng nóng chảy từ hỗn hợp có thành phần Eutecty hệ slicat
kiềm- kiềm thổ, hòa tan thêm các khoáng dễ cháy như C3A,C4AF.
Nhờ có mặt pha lỏng, quá trình kết khối pha rắn được xúc tiến mạnh. Ở 14000C pha
lỏng tăng lên về lượng và giảm độ nhớt, hòa tan các khoáng C 2S và CaO tự do. Từ pha
lỏng nóng chảy này, khoáng C3S là khoáng quan trọng nhất của xi măng Pooclang được
tạo ra . Lượng C3S tạo được phụ thuộc vào lượng pha lỏng, thành phần hóa học của pha
lỏng.
Ở giai đoạn cuối của Zôn kết khối, khi nhiệt độ giảm xuống 10000C các khoáng
C3A,C4AF, C2S kết tinh lại từ pha lỏng nóng chảy
 Nguyên liệu đầu vào:
 Nhiên liệu than : dùng để sấy, nung ; yêu cầu chất lượng than cung cấp cho lò nung
phải đạt độ mịn ổn định để than cháy hết và dễ bắt cháy, than phải ổn định độ ẩm(<0.5%)
để đề phòng nổ than trong lò silo chứa than mịn, ổn định nhiệt năng để vận hành lò đốt và
ổn định chất lượng clinker. Nhiên liệu sử dụng là dưới 750 kCal/kg clinker
 Năng lượng điện cho lò nung : Điện sử dụng cho lò nung chủ yếu cung cấp cho các
thiết bị như quạt, động cơ lò, làm nguội và vận chuyển nguyên liệu lên tháp gia nhiệt. Giá
trị tiêu thụ điện năng tối ưu trong sản xuất clinker là khoảng 22.5 kWh/tấn clinker
 Nguyên liệu đầu ra:
Dòng thải : Quá trình nung clinker phát sinh lượng khí thải nhiều nhất như :
Khí NOx : là hệ quả không tránh được của quá trình cháy nhiệt độ cao, với một phần
nhỏ là do thành phần của nhiên liệu và nguyên liệu.

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

21


TS: Nguyễn Vinh Quy
Khí SO2: là do lưu huỳnh trong nguyên liệu thô và nhiên liệu tham gia quá trình cháy
trong lò nung. Lưu huỳnh trong nguyên liệu thô như sunfua( hoặc hợp chất lưu huỳnh
hữu cơ ) ở nhiệt độ thấp ( Vd 400-600 0C) và có thể dẫn đến phát thải khí SO2 đáng kể
trong ống khói.
Phát thải hydrocacbon và CO: có thể gia tăng do lượng hợp chất hữu cơ trong nguyên
liệu tự nhiên. Metan là yếu tố chính góp phần gây phát thải hydro cacbon.
Phát thải CO2: CO2 thải ra trong quá trình chuyển hóa canxi cacbonat của nguyên liệu
thành canxi oxit và quá trình cháy cacbon hữu cơ có trong nguyên liệu thô. Ngoài ra quá
trình đốt nhiên liệu hóa thạch cũng phát sinh CO2.
 Các loại khí này làm tăng hiệu ứng nhà kính , các khí độc gây một số bệnh, bụi gây
bệnh đường hô hấp cho người lao động và dân cư lân cận, ảnh hưởng đến môi trường
sinh thái.
3.2.4.Làm nguội clinker
Mục tiêu của công đoạn nay là làm tăng hoạt tính của các khoáng clinker, thu hồi
nhiệt thải để cấp khí nóng cho vòi đốt calciner và máy nghiền than, cũng như tải clinker
đến máy đập nhỏ rồi đưa lên đổ vào 1 silô hoặc các silô chứa.Nguyên lý làm việc của ghi
làm nguội clinker : Clinker từ phễu rót clinker xuống trải rộng khắp trên diện tích ghi với
chiều dày 250-350 mm. Ghi thép chịu nhiệt được lắp thành hàng ngang buồng máy hình
lò tunel, cứ một hàng ghi tĩnh xen một hàng ghi động . Chức năng của hàng ghi động là
tải clinker đi dọc theo lò tunel về phía trước. Chức năng của hàng ghi tĩnh là cho không
khí lạnh từ các quạt áp lực chui qua các khe hở cửa ghi quạt mát và lấy nhiệt lớp clinker
rồi thoát ra theo đường thu hồi khí nóng đến cấp cho vòi phun của buồng phân hủy
cacbonat. Nhiệt độ của clinker ra khỏi máy làm lạnh hiện nay đạt được 650C trên nhiệt độ
môi trường.
Trong giai đoạn làm nguội clinker nguồn phát thải chủ yếu là bụi và nhiệt thải , điện
được sử dụng để cung cấp cho các thiết bị trong hệ thống ghi làm nguội.

3.2.5.Ủ clinker
Clinker đã làm nguội được chuyển đến các silo chứa để ủ, trong công đoạn ủ này
thường không phát sinh bụi , khí thải nhiều.
Trong kho ủ, CaO tự do trong clinker sẽ tác dụng với hơi nước trong không

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

22


TS: Nguyễn Vinh Quy
khí tạo thành Ca(OH)2, tạo cho xi măng ổn định thể tích trong quá trình đóng rắn sau này
cũng như clinker giòn, dễ nghiền hơn. Người ta cũng có thể phun nước dạng sương mù
để tăng hiệu quả làm lạnh, rút ngắn thời gian ủ.
3.3. Cân bằng vật liệu
3.3.1.Bảng Cân bằng vật liệu cho công đoạn sản xuất sạch hơn cho 1 tháng sản xuất
của nhà máy

Vật liệu đầu vào
Công đoạn

Bôi trơn trang
thiết bị

Cân định
lượng cung
cấp nhiên liệu
cho lò

Vật liệu đầu ra

Tên

Số lượng

Tên

Số lượng

Mỡ bôi
trơn

80 kg

Mỡ bôi
trơn

5 kg

Cân
multic
or

1 cái

Cân
multicor

1

Dầu
DO

Sấy hỗn hợp Phối
phối liệu ( mất liệu
nước lý học )
Dầu
DO

40425
lít

130133
tấn

Dầu

40375 lít

Phối

124083
tấn

liệu
Nhiệt

13727 lít

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

Dòng thải

Lỏng

Rắn

Khí

Số
lượng
5 kg do
rơi vãi

x

x

x

10 lít
do tràn
đổ, rò rỉ
6050
tấn

2745 lít
thất
thoát
nhiệt

23


TS: Nguyễn Vinh Quy
Điện
278741
kwh
Phối
liệu

Dehydrat hóa
khoáng sét
( mất nước
hh )

253401
kwh

Phối
liệu

Điện

Đầu
DO

Phản ứng có
mặt pha lỏng
( nóng chảy )

Nhiệt

Phối liệu

117062
tấn

x

Điện

Dầu
DO

Phân hủy
CaCO3 và
MgCO3

124083
tấn

55748
kwh
nhiệt
hao phí

Phôí
liệu

7021
tấn

50680
kwh
nhiệt
hao phí

Nhiệt

121 lít
12112 lít

117062
tấn

160487
kwh

Nhiệt

Phôí liệu

116542
tấn

x

520 tấn
CO2

32097
kwh

Nhiệt

32 lít
8075 lít

Nhiệt

116542
tấn

Phôí liệu

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

116542
tấn

x

24


TS: Nguyễn Vinh Quy
Điện

Làm nguội

clinker

135147
kwh

27029
kwh

Nhiệt

Dầu
DO

6461 lít

Nhiệt

Phối
liệu

116542
tấn

Clinker

116542
tấn

Nước

4700 m3

Nước

38 lít

x

5000 m3

300 m3
bay hơi

3.3.2. Cân bằng năng lượng
Tên dòng vào

Lượng dòng Mục đích
vào

Lượng
tham gia

Thất thoát

Dầu DO

40425 lít

37497 lít

2946 lít

Điện

575020 kwh Nung
clinker

Nung
clinker

409466
kwh

SXSH: Quy trình sản xuất xi măng-CT. Hà Tiên

165554
kwh

Ghi chú

Do tràn đổ,
hiệu suất đốt,
hiệu suất
nhiệt hiệu
dụng các quá
trình trong
nung từ ( 9397% )
Hiệu suất
80% của các
máy móc sử

dụng điện
25