Tận dụng nhiệt khí thải trong sản xuất xi-măng

Sản xuất xi-măng luôn gắn liền với tiêu thụ năng lượng than và điện. Trong quá trình sản xuất vận hành lò nung sẽ phát sinh một lượng khí thải và bụi khá lớn ở nhiệt độ cao (khoảng 300oC), chủ yếu tại tầng tháp sấy sơ bộ PH và ghi làm nguội clanh-ke. Quá trình này vừa gây ô nhiễm môi trường, vừa lãng phí năng lượng, từ đó giảm hiệu quả sản xuất. Ðể tận dụng lượng khí thải và tái tạo thành năng lượng cung cấp cho sản xuất, các nhà máy xi-măng cần đầu tư hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải. Theo tính toán, để sản xuất ra một tấn xi-măng phải tiêu hao hơn 100 kW giờ điện. Với sản lượng sản xuất xi-măng như hiện nay và nếu tất cả các nhà máy xi-măng lò quay hệ khô của Việt Nam được trang bị hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải thì tổng công suất các trạm phát điện đạt khoảng 200 MW, giảm được khoảng 20% lượng điện tiêu thụ từ lưới điện, đồng thời giảm đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường.

Thực hiện chương trình 'Mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2006 - 2010' của Bộ Công thương, nhiều năm qua, Tổng công ty công nghiệp Xi-măng Việt Nam (Vicem) đã tập trung chỉ đạo nghiên cứu các giải pháp quản lý và công nghệ nhằm giảm tiêu hao năng lượng nhiệt và điện tại các dây chuyền sản xuất xi-măng của các công ty thành viên. Bước đầu, Vicem đã triển khai thành công dự án tận dụng nhiệt khí thải lò quay để phát điện tại Nhà máy xi-măng Hà Tiên 2 do tổ chức NEDO của Nhật Bản tài trợ, hãng Kawasaki thiết kế và cung cấp thiết bị nồi hơi, tua-bin, máy phát điện và các thiết bị điện, thiết bị xử lý nước với công suất phát điện 2.950 kW. Sau bốn năm xây dựng và qua giai đoạn chạy thử có tải, đầu năm 2002 công nghệ tận dụng nhiệt khí thải lò quay để phát điện chính thức được đưa vào sử dụng tại Nhà máy xi-măng Hà Tiên 2. Năm 2009, qua bảy năm hoạt động, trạm phát điện nhiệt khí thải tại Nhà máy xi-măng Hà Tiên 2 đã phát ra 105 triệu kW giờ, mang lại lợi ích to lớn trên các phương diện kinh tế - xã hội, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, làm giảm đáng kể giá thành sản phẩm. Hệ thống thiết bị của trạm phát điện làm việc ổn định, không ảnh hưởng tới sản xuất xi-măng. Hơn nữa, hệ thống phát điện này còn giúp giảm nhiệt độ đầu vào và đầu ra của máy nghiền nguyên liệu và lọc bụi điện, giúp cho máy nghiền nguyên liệu hoạt động ổn định từ đó gián tiếp nâng năng suất máy nghiền thêm khoảng 10-15 tấn/giờ, hiệu suất lọc bụi cũng được cải thiện. Với thành công bước đầu áp dụng tại Nhà máy xi-măng Hà Tiên 2, hiện nay, Vicem đang tích cực triển khai lập dự án đầu tư xây dựng các trạm phát điện tận dụng nhiệt khí thải lò nung tại các nhà máy xi-măng thành viên như: Hoàng Thạch, Bỉm Sơn, Bình Phước, Tam Ðiệp...

Việc triển khai hệ thống tận dụng nhiệt khí thải lò nung để phát điện đã mang lại nhiều lợi ích trực tiếp làm giảm giá thành và nâng cao sức cạnh tranh của sản phẩm rất phù hợp với sản xuất xi-măng, một ngành tiêu hao nhiều năng lượng và ảnh hưởng môi trường. Khó khăn lớn nhất hiện nay là suất đầu tư cho một hệ thống phát điện nói trên còn khá cao, dao động từ 1,5 đến 2 triệu USD/MW điện. Tuy nhiên, trong dự thảo quy hoạch ngành xi-măng, Bộ Xây dựng yêu cầu đến năm 2015, ngành xi-măng phải tự túc được ít nhất 20% nhu cầu điện cho sản xuất. Theo đó, các nhà máy xi-măng đầu tư mới có công suất lò nung từ 2.500 tấn clanh-ke/ngày trở lên bắt buộc phải đầu tư thiết bị tận dụng nhiệt thừa khí thải để phát điện. Các nhà máy xi-măng đang sản xuất hoặc các nhà máy xi-măng đang triển khai đầu tư có công suất từ 2.500 tấn clanh-ke/ngày trở lên nếu chưa có hệ thống tận dụng khí thải lò nung phải nghiên cứu đầu tư, chậm nhất đến 31-12-2014 phải lắp đặt xong. Ngoài ra, các nhà máy xi-măng có công suất dưới 2.500 tấn clanh-ke/ngày cũng cần nghiên cứu đầu tư hệ thống này, vì đây là xu thế phát triển của ngành xi-măng trong thời gian tới, theo yêu cầu sản xuất phải gắn với bảo vệ môi trường và trong đó Vicem phải là doanh nghiệp tiên phong.