Thông tin chuyên ngành Xi măng Việt Nam

Chuyên đề xi măng

Quản lý chất lượng các nhiên liệu thay thế (P1)

12/09/2022 8:33:34 AM

Trong bài viết này, Dirk Lechtenberg và Tiến sỹ Hansjӧrg Diller nhấn mạnh những khó khăn gặp phải liên quan tới việc sử dụng các nhiên liệu thay thế. Để đáp ứng các hạn mức phát thải ngày càng nghiêm ngặt về lâu dài, thành phần vật chất của nhiên liệu chỉ nên thay đổi ở mức độ nhỏ. Chất lượng cao của nhiên liệu thay thế do vậy là cơ sở cho việc thay thế thành công thường xuyên các nhiên liệu hóa thạch. Do đó, bài viết dưới đây tập trung vào việc quản lý chất lượng và đảm bảo chất lượng.

Giới thiệu

Đảm bảo chất lượng là cơ sở cho việc xử lý các vật liệu phế thải và sinh chất phù hợp thành các vật liệu thay thế thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí. Như là trường hợp trong quá trình sản xuất clinker, sự hiểu biết về vật liệu phế thải và các nguyên liệu thô là bước đầu tiên hướng tới việc sản xuất ra sản phẩm có chất lượng đồng đều.

Nhìn chung, tro từ các nhiên liệu thay thế sẽ gắn kết vào trong clinker. Điều này đặc biệt quan trọng vì rất nhiều phế phẩm chứa các chất gây ô nhiễm mà có thể có ảnh hưởng xấu tới xi măng/vôi cũng như ảnh hưởng tiêu cực tới phát thải. Hơn nữa, các nhiên liệu thay thế thường chứa các yếu tố dễ bay hơi (clorua, kiềm, lưu huỳnh) làm gia tăng chu kỳ muối bên trong và có thể gây ra các vấn đề tích tụ trong lò và bộ trao đổi nhiệt. Để tránh được các tác động tiêu cực xảy ra, việc lấy mẫu liên tục các chất gây ô nhiễm và các yếu tố dễ bay hơi cũng như sự hiểu biết về vật liệu phế thải và các nguyên liệu thô là quan trọng.

Hệ thống quản lý chất lượng đối với các nhiên liệu thay thế từ phế thải được chia thành hai lĩnh vực:

• Quản lý chất lượng ở nhà máy sản xuất RDF.

• Hệ thống (kiểm soát) quản lý chất lượng ở nhà máy xi măng hoặc nhà máy sản xuất vôi.

Cả hai hệ thống đảm bảo chất lượng đều phải phù hợp với nhau. Hơn nữa, một mặt cần tuân thủ các thông số pháp lý đối với việc sử dụng các nhiên liệu thay thế ở các nhà máy xi măng/vôi và một mặt cần tuân thủ các thông số sản xuất cụ thể.


Hình 1: Lấy mẫu hoàn toàn tự động tại trạm dỡ tải RDF. Trái: Thiết bị lấy mẫu. Phải: Các thùng đựng mẫu.

Các yếu tố liên quan tới môi trường

Các yếu tố liên quan tới môi trường được liệt kê trong phần ví dụ Hướng dẫn 2000/76/EC của Nghị viện Châu Âu và của Hội đồng Liên minh Châu Âu [1]. Bản liệt kê này là không đầy đủ, đôi khi các cơ quan có thẩm quyền có thể yêu cầu thêm các yếu tố khác nữa. Trong  hầu hết các trường hợp, các yếu tố này là các kim loại nặng như catmi, ta-lông, thủy ngân, chì, crôm, coban, đồng, mangan, nicken và vanađi. Nhìn chung, các kim loại với tỷ trọng hơn 5g/cm³ là các kim loại nặng được chỉ định [2]. Các yếu tố này và các hợp chất của chúng chỉ xuất hiện tự nhiên trong các vi lượng. Một vài trong số các kim loại nặng này là quan trọng đối chúng sinh, ví dụ, đồng, mangan, vanađi, sắt, và thiếc [3]. Chúng được chỉ định là các kim loại sinh học thiết yếu hoặc các nguyên tố vi lượng. Các kim loại nặng khác, các nguyên tố vi lượng không thiết yếu, như thủy ngân, ta-lông hoặc chì là không cần thiết cho các sinh vật sống. Với nồng độ tăng nhẹ, các kim loại nặng thiết yếu cũng như không thiết yếu có thể gây ra những tổn hại nghiêm trọng cho sức khỏe con người và rất nhiều sinh vật sống khác. Tác dụng độc hại của một kim loại nặng cụ thể phụ thuộc hoàn toàn vào dạng hóa học tương ứng. Crôm hóa trị ba có giá trị pH 7 là một hydroxide không hòa tan và chỉ có thể được hấp thụ bởi một sinh vật ở dạng vi lượng. Tuy nhiên, Crôm hóa trị sáu lại rất dễ hòa tan dưới dạng crômat (CrO42-) và có thể được một sinh vật hấp thụ rất tốt. Cần đặc biệt chú ý vì crômat bị nghi ngờ có tác dụng gây ung thư [3].

Cũng vậy, a-xen và antimon, thường cả selen và telua nằm trong số các yếu tố có liên quan đến môi trường. Toàn bộ nhóm các yếu tố liên quan đến môi trường thường được xác định là “các kim loại nặng”, là không đúng. A-xen, antimon và telua được phân loại là các chất nửa kim loại - phụ thuộc vào sự thay đổi đang diễn ra, các yếu tố này có các đặc tính kim loại hoặc phi kim loại [2]. Selen thậm chí được xem là phi kim loại [2].

Các nguồn chất gây ô nhiễm trong các nhiên liệu thay thế

Để giảm thiểu việc đưa các chất gây ô nhiễm, đặc biệt là các yếu tố liên quan đến môi trường (chủ yếu là các kim loại nặng) vào trong các nhiên liệu thay thế, những người có trách nhiệm trong ngành Xi măng và vôi cần phải được đào tạo và huấn luyện liên tục. Kiến thức cơ bản về khả năng thâm nhập chất gây ô nhiễm qua các nhiên liệu có nguồn gốc từ phế thải hoặc qua các sản phẩm sinh chất phải được truyền tải.

Các yếu tố liên quan đến môi trường tiếp cận phế thải thông qua các sản phẩm cũ khác nhau. Hàm lượng kim loại trong rác thải sinh hoạt và trong các hỗn hợp chất thải tương tự là nguyên nhân chính cho dù không phải là nguyên nhân duy nhất. Các nghiên cứu cho thấy rằng [4,5] hàm lượng cao nhất của một số kim loại nặng nhất định chủ yếu xuất hiện trong các hỗn hợp phế liệu điện tử, các hỗn hợp liệu mịn, pin, kim loại, một số đồ vật bằng nhựa, các vật liệu hỗn hợp compozit và đồ bằng da. Đồ bằng da có hàm lượng crôm cao có nguồn gốc từ quá trình thuộc da bằng muối crômat.

Dưới đây, là các ví dụ về các yếu tố liên quan đến môi trường được liệt kê cùng với các ứng dụng mẫu, các thông tin chi tiết tổng thể về hiệu quả sinh lý và sự liên quan của chúng đối với sinh quyển. Danh mục đầy đủ bao gồm cả các ví dụ có thể tìm thấy trong Tập 1 “Sổ tay về Nhiên liệu và Nguyên liệu thay thế cho Ngành Xi măng và Vôi” (Alternative Fuels and Raw Materials Handbook for the Cement and Lime Industry).

Antimon, Sb

- Chất chống cháy (antimon trioxide) có trong, ví dụ, nhựa, thiết bị điện tử, hoặc các tấm đệm

- Phụ gia cho nhuộm màu trong nhựa PET

- Thành phần hợp kim trong kỹ thuật khắc chữ chì trong ngành in (cũng cả thiếc và đồng)

- Các ô-xit Sb: Các chất nhuộm mầu cho gốm sứ, kính, nhựa.

A-xen, As

- Thành phần hợp kim của Cu, Sn và Pb trong kim loại

- Trong các linh kiện điện tử (các chất bán dẫn)

- Như chất thải còn lại trong gỗ đã được xử lý (muối a-xen)

Ô-xit a-xen As2O3 là một chất độc mạnh và là một chất gây ung thư đối với con người kể cả với những lượng rất nhỏ.

Cađimi, Cd

- Ắc-quy niken-cađimi và ắc quy bạc-cađimi 

- Các chất nhuộm màu và các chất làm ổn định (cađimi sunphua trong nhựa màu vàng, đặc biệt là PVC)

- Bảo vệ chống gỉ điện phân

Cađimi và các hợp chất của nó được phân loại là độc tố.

Crôm, Cr

- Thành phần hợp kim trong thép không gỉ: tối thiểu 10,5% crôm

- Trong các mặt hàng kim loại nhỏ (đồ trang sức thời trang, cúc quần bò)

- Các chất nhuộm màu và muối thuộc da chứa crôm 

- Màu xanh lá cây của thủy tinh và sứ (có Cr2O3)

Crôm thường có mặt trong hỗn hợp chất thải công trường xây dựng do ma sát gây ra trong quá trình xử lý/ nghiền vụn các chi tiết kim loại crôm – đặc biệt là những phần nhỏ mịn. Trên hết là, crôm hóa trị 6 (CrO42-) có thể khởi phát ung thư biểu mô (“bệnh ngứa của thợ lát gạch “/” bệnh ngứa của thợ xây”) cần phải lưu ý ở đây trong phạm vi gây hại cho sức khỏe con người.

Coban, Co

- Silicat kali coban để tạo màu cho thủy tinh (màu xanh coban, thủy tinh màu coban) và gốm sứ

- Thành phần của “WiDia” (vật liệu nung kết của vonfram các-bua và 10% coban, được sử dụng trong quá trình sản xuất các dụng cụ cắt, ví dụ dụng cụ khoan)

- Phụ gia trong phân bón và các thức ăn gia súc ở khu vực nghèo coban

- Sản xuất sơn (là thành phần tạo màu, là chất làm khô)

Coban đóng vai trò quan trọng trong ngành hóa sinh. Trong vitamin B12, coban tạo thành nguyên tử trung tâm.

Đồng, Cu

- Vật liệu dẫn điện trong công nghệ điện tử

- Các đường ống và các khớp nối cho các hệ thống cung cấp nước uống và các hệ thống sưởi

- Hợp kim đồng – kẽm (= đồng thau): Tay nắm và phụ tùng cửa, vật liệu trang trí

- Muối đồng là chất diệt nấm trong bảo vệ cây và trong các chất bảo vệ gỗ.

Đồng là một nguyên tố vi lượng cấu thành cần thiết của nhiều loại enzym.

Chì, Pb

- Trong pin

- Là thành phần hợp kim trong nắp chai, các đường ống và dây kim loại

- Chì trong thủy tinh (các ống kiểm tra, pha lê chì)

- Là chất làm ổn định (vỏ bọc cáp PVC)

- Các chất tạo màu và bảo vệ chống ăn mòn (Pb3O4)

Trước đây, chì tetraethyl có trong xăng là một tác nhân chống kích nổ. Chì và các hợp chất của chì, cụ thể là các hợp chất chì hữu cơ, được phân loại là độc tố.

Mangan, Mn

- Thành phần hợp kim đối với sắt (thép mangan) và các kim loại khác

- Trong sản xuất gốm sứ

- Ô-xít mangan (MnO2) để khử màu xanh lá cây, thủy tinh chứa sắt

Mangan là một nguyên tố vi lượng cần thiết của nhiều loại enzym (ví dụ peroxidase).

Thủy ngân, Hg

- Trong lĩnh vực y tế

- Các dụng cụ đo lường (khí áp kế, ẩm kế, nhiệt kế)

- Đèn huỳnh quang (đèn hơi thủy ngân)

- Trong nông nghiệp là chất khử nấm và diệt khuẩn

- Khai thác vàng (tạo thành hỗn hống giữa vàng và thủy ngân)

Do tính độc của nó, việc sử dụng thủy ngân nói chung đã giảm đi. Tuy nhiên, thông qua việc sử dụng các bóng đèn tiết kiệm năng lượng, sự giảm sút này đã thay đổi: Tỷ lệ thủy ngân trong rác thải sinh hoạt cũng như trong hỗn hợp phế thải công nghiệp và thương mại đã tăng lên đáng kể trong mấy năm vừa qua. Nhờ tuổi thọ kéo dài của các đèn tiết kiệm năng lượng, dự kiến sẽ gia tăng sử dụng thủy ngân thêm trong những năm tới dẫn đến sự  thay đổi đáng kể về thành phần của các nhiên liệu có nguồn gốc từ phế thải cho ngành xi măng do thực tế rằng các nguồn nhiên liệu có nguồn gốc từ rác thải rắn thành thị mà có thể chứa các bóng đèn bị hỏng phải được loại khỏi danh mục các phế thải phù hợp cho đồng xử lý.

Niken, Ni

- Trong luyện thép

- Trong đồ trang sức thời trang và tiền xu

- Phần niken nhỏ mịn sử dụng như là kỹ thuật gia tốc thủy hóa, ví dụ trong đông cứng  chất béo.

Niken là nguyên nhân gây dị ứng da. Trong sinh quyển, niken đóng vai trò như là một nguyên tố vi lượng cần thiết trong nhiều loại enzym khác nhau của vi khuẩn và thực vật (ví dụ urease).

Ta-lông, TI

- Trong sản xuất kính đặc biệt (kính truyền tia hồng ngoại, kính có nhiệt độ nóng chảy thấp)

- Trong công nghệ bán dẫn (ví dụ ta-lông sunfua trong pin quang điện)

- Ta-lông (I) sulfat là thuốc diệt chuột.

Ta-lông và các hợp chất chứa ta-lông có tính độc cao.

Vanađi, V

- Cải thiện khả năng chống ăn mòn thép

- Vanađi pentoxide là chất xúc tác trong sản xuất a-xit sulphuric

Trong sinh quyển, vanađi xuất hiện như là một thành phần của các enzym khác nhau trong vi khuẩn (ví dụ nitrogenase).
 
Bảng 1: Đề xuất về đặc tính của nhiên liệu thay thế
 
 
Kẽm, Zn

- Mạ thép để bảo vệ chống ăn mòn

- Là chất ổn định cho nhựa

- Sunfat kẽm trong ngành dệt và sợi tổng hợp

- Kẽm ô-xit: Chất gia tốc lưu hóa trong sản xuất lốp xe

Về mặt sinh học, kẽm là một trong số những kim loại quan trọng nhất sau thép. Kẽm là một thành phần trong nhiều loại enzym (ví dụ, phosphatase, carboanhydrase) và nằm trong số các nguyên tố vi lượng cần thiết.

Bảng 2: Ví dụ về chỉ tiêu kỹ thuật đối với các nhiên liệu thay thế có nguồn gốc từ phế thải
(Còn nữa)
 
Nguyễn Thị Kim Lan dịch từ Tạp chí Co-Processing Magazine of Alternative Fuels & Raw Materials số tháng 2/2020
ximang.vn

 

Share |

Các tin khác:

Đánh giá việc sử dụng nhiên liệu thay thế trong ngành Xi măng (P2) ()

Nghiên cứu ứng dụng bê tông siêu tính năng - UHPC cho xây dựng cầu tại Việt Nam (P1) ()

Đánh giá việc sử dụng nhiên liệu thay thế trong ngành Xi măng (P1) ()

Hydro - Chủ đề nóng nhất trong ngành sản xuất xi măng (P2) ()

Báo cáo biến đổi khí hậu của Liên Hiệp Quốc phát ra "Mã đỏ cho loài người" (P2) ()

Hydro - Chủ đề nóng nhất trong ngành sản xuất xi măng (P1) ()

Báo cáo biến đổi khí hậu của Liên Hiệp Quốc phát ra "Mã đỏ cho loài người" (P1) ()

Ảnh hưởng của phụ gia khoáng hoạt tính SF đến tính chất bê tông siêu tính năng - UHPC ()

Sửa chữa silo bột liệu từ xa trong đại dịch Covid-19 ()

Ảnh hưởng của Nanosilica đến cường độ bê tông Geopolymer cốt liệu nhỏ ()

TIN MỚI

ĐỌC NHIỀU NHẤT

bannergiavlxd
faq

Bảng giá :

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee

1.000đ/tấn

1.800

Starcemt

1.000đ/tấn

1.760

Chifon

1.000đ/tấn

1.530

Hoàng Thạch

1.000đ/tấn

1.490

Bút Sơn

1.000đ/tấn

1.450

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Insee đa dụng

1.000đ/tấn

1.830

Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.670

Vicem Hà Tiên

1.000đ/tấn

1.650

Tây Đô

1.000đ/tấn

1.553

Hà Tiên - Kiên Giang

1.000đ/tấn

1.440

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Xem bảng giá chi tiết hơn

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.940

Việt Ý

đồng/kg

18.890

Việt Đức

đồng/kg

18.880

Kyoei

đồng/kg

18.880

Việt Nhật

đồng/kg

18.820

Thái Nguyên

đồng/kg

19.390

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

19.040

Việt Ý

đồng/kg

18.990

Việt Đức

đồng/kg

19.180

Kyoei

đồng/kg

19.080

Việt Nhật

đồng/kg

18.920

Thái Nguyên

đồng/kg

19.540

Chủng loại

ĐVT

Giá bán

Hòa Phát

đồng/kg

18.890

Việt Ý

đồng/kg

18.840

Việt Đức

đồng/kg

18.830

Kyoei

đồng/kg

18.830

Việt Nhật

đồng/kg

18.770

Thái Nguyên

đồng/kg

19.340

Xem bảng giá chi tiết hơn

Vicem hướng tới công nghệ mới ngành Xi măng

Xem các video khác

Thăm dò ý kiến

Theo bạn, giá xi măng bình quân năm 2022 sẽ diễn biến như thế nào?