Thông tin chuyên ngành Xi măng Việt Nam

>> Lựa chọn công nghệ và thiết bị đầu tư dây chuyền sản xuất clinker công suất lớn (P2)
>> Lựa chọn công nghệ và thiết bị đầu tư dây chuyền sản xuất clinker công suất lớn (P3)
>> Lựa chọn công nghệ và thiết bị đầu tư dây chuyền sản xuất clinker công suất lớn (P4)

I. Sơ lược về thành tựu phát triển của công nghệ sản xuất xi măng đạt được trong những năm gần đây

Công nghệ xi măng là công nghệ rất lâu đời, về nguyên tắc sản xuất chính không có nhiều thay đổi. Mặc dù vậy, trong vòng khoảng 30 năm lại đây, đặc biệt khi bước sang thế kỷ 21, có thể nói Công nghệ sản xuất xi măng thế giới đã đạt đến đỉnh cao với nhiều phát minh mới được ứng dụng, nhiều thiết bị, kỹ thuật mới hiện được cải tiến hiện đại hóa. Những phát minh, cải tiến ứng dụng kể trên thể hiện trên từng công đoạn của dây chuyền sản xuất nhằm giảm tiêu hao nguyên nhiên vật liệu, điện năng và nhân công cũng như hạn chế ô nhiễm môi trường... đối với ngành công nghiệp sản xuất xi măng.

Trước hết là việc phát minh và đưa calciner vào sử dụng làm tăng đáng kể công suất của lò nung; thứ hai là sự phát triển máy đập trục và máy nghiền đứng, đồng thời là việc sử dụng các thiết bị phân ly động đời mới. Thông qua quá trình phát triển, ứng dụng và nghiên cứu đổi mới đến nay đã có những hệ thống nghiền liệu năng suất đặc biệt lớn lên tới 1.000 tấn bột liệu/giờ, với những hệ thống lò năng suất trên 10.000 tấn clinker/ngày chỉ cần sử dụng 01 máy nghiền liệu. Tiếp đó là việc ứng dụng điều khiển tự động trong toàn bộ quá trình sản xuất, bao gồm cả lò nung, giúp giảm nhân công trong những thời điểm làm việc cuối tuần của nhà máy xuống chỉ còn một số ít người và tăng tính ổn định của hệ thống, đồng thời cũng tiết kiệm năng lượng ở mức độ nhất định.

Quá trình quan trọng đạt được là quá trình kiểm soát ô nhiễm. Bụi toả ra môi trường giảm khoảng 0,2 – 0,3 g/kg xi măng. Khí NOx, SO2 và CO tương ứng là 1200, 400 và 500 ppm trên một m3 khí lò. Với việc sử dụng precalciner đặc biệt, lượng NOx có thể thấp hơn 400 ppm. Bên cạnh đó là sự lựa chọn nhiên liệu sử dụng để thay thế một phần nhiên liệu truyền thống. Thông qua phương pháp đo cho thấy trong một số ít trường hợp việc lựa chọn các nhiên liệu thay thế phát thải khí độc thấp hơn so với khi sử dụng các loại nhiên liệu truyền thống. Việc lựa chọn nhiên liệu thay thế thay cho các nhiên liệu truyền thống là sự lựa chọn số 1.

Lò nung clinker xi măng cũng đã được sử dụng để phân huỷ những chất thải độc hại thay cho lò đốt rác, mức độ trung hòa và phân hủy một số chất đạt kết quả tốt hơn.

Tất cả các tiến bộ trong công nghiệp xi măng đều nhằm mục tiêu đạt được công suất cao với chi phí sản xuất và chi phí đầu tư thấp, đồng thời cố gắng trở nên thân thiện hơn với môi trường.

II. Lựa chọn công nghệ và thiết bị cho dây chuyền sản xuất xi măng công suất lớn (10.000 – 12.000 tấn clinker/ngày)

Số liệu từ các nhà thiết kế, chế tạo và cung cấp thiết bị xi măng hàng đầu trên thế giới cũng như số liệu từ các dây chuyền sản xuất xi măng công suất lò từ 10.000 đến 12.000 tấn clinker/ngày trên thế giới hiện nay cho thấy công nghệ đang được áp dụng là công nghệ sản xuất theo phương pháp khô hiện đại kết hợp giữa lò quay phương pháp khô với trao đổi nhiệt từ 2 đến 4 nhánh, 5 hoặc 6 tầng cyclone; có buồng phân hủy sơ bộ kèm đường ống gió 3 và sử dụng thiết bị làm nguội clinker có hiệu suất thu hồi nhiệt cao; sử dụng máy nghiền đứng để nghiền liệu và nghiền than. Kiểu công nghệ đối với các hệ thống thiết bị chính khi đầu tư dây chuyền công suất lớn sẽ được lựa chọn cụ thể đối với mỗi công đoạn sản xuất như sau:

1. Công đoạn đập nguyên liệu

Công nghệ đập gia công nguyên liệu trong những năm gần đây không có thay đổi lớn, chủ yếu nhằm mục đích tăng năng suất máy đập và tăng khả năng đập nguyên liệu có độ ẩm cao và kích thước lớn… Khi đầu tư dây chuyền sản xuất xi măng công suất lớn cũng như đối với với dây chuyền sản xuất công suất trung bình và cỡ nhỏ, sẽ căn cứ vào độ mài mòn của nguyên liệu, độ cứng của nguyên liệu, độ ẩm và kích thước lớn nhất của vật liệu cấp vào máy đập và căn cứ đặc tính các loại máy đập để lựa chọn hệ thống đập phù hợp. Đặc tính các loại máy đập làm căn cứ lựa chọn như bảng sau:

Việc lựa chọn thiết bị công nghệ đập đối với các dây chuyền có quy mô công suất công suất lớn 10.000 – 12.000 tấn clinker/ngày hiện nay trên thế giới, cũng như các dây chuyền có quy mô công suất trung bình và nhỏ sẽ tùy thuộc vào tính chất cơ lý, độ ẩm và mức độ bám dính … của các loại nguyên liệu chính là đá vôi và đất sét để lựa chọn kiểu loại, công suất và phương thức đập cho phù hợp.

2. Công đoạn tồn trữ và đồng nhất sơ bộ

Đối với công đoạn tồn trữ và đồng nhất sơ bộ nguyên liệu, tương tự như đối với dây chuyền công suất cỡ nhỏ và trung bình. Khi lựa chọn quy mô công suất đầu tư, phải căn cứ vào giải pháp đảm bảo nguồn nguyên liệu khai thác mỏ và mức độ ổn định của nguồn nguyên liệu sẽ cung cấp cho dự án để lựa chọn quy mô công suất kho tồn chữ và đồng nhất nguyên liệu cho dây chuyền sản xuất phù hợp. Thông thường thời gian dự trữ cho dây chuyền sản xuất hoạt động khoảng 5 đến 10 ngày, cá biệt có một số dự án do đặc thù nguồn nguyên liệu cung cấp có thể lựa chọn thời gian tồn trữ lên từ 15 đến 20 ngày.

Kiểu CBS:
- Hiệu quả đồng nhất liên tục cao.
- Không gặp vấn đề đầu đống.
- Tận dụng diện tích mặt bằng.
- Vận hành tự động hóa liên tục đồng bộ (không thay đổi đống).

Kiểu BS:
- Phù hợp với vật liệu có độ dính vừa phải.
- Có thể tồn trữ và điều chỉnh hiệu quả đồng nhất nhiều loại vật liệu theo chiều dài kho.
- Có thể dễ dàng tăng năng lực tồn trữ của kho.    

Kiểu BE:
- Chỉ phù hợp với vật liệu có độ dính bết cao.
- Kinh tế hơn đối với hệ thống kho được thiết kế tồn trữ lớn có khả năng rút cấp trực tiếp vào bất cứ kiểu máy nghiền nào.
- Có khả năng tận dụng diện tích tồn trữ và dễ dàng lắp đặt mái.

Kiểu PS:
- Phù hợp với tất cả các loại vật liệu bao gồm cả vật liệu bám dính.
- Các vật liệu khác nhau có thể đánh đống và rút từ các đống riêng biệt.
- Có khả năng tận dụng kết cấu xây dựng khi sử dụng kiểu rải Tripper trên cao.
- Có thể dễ dàng tăng năng lực tồn trữ của kho.
- Chi phí đầu tư ban đầu thấp.

Kiểu SS:
- Phù hợp với vật liệu có độ dính bết ít.
- Các vật liệu khác nhau có thể đánh đống và rút từ các đống riêng biệt.
- Có khả năng tận dụng kết cấu xây dựng khi sử dụng kiểu rải Tripper trên cao.
- Có thể dễ dàng tăng năng lực tồn trữ của kho.

Có 2 kiểu kho tồn trữ và đồng nhất sơ bộ đang được áp dụng phổ biến đối với công nghệ sản xuất xi măng theo phương pháp khô, đó là kiểu kho tròn và kiểu kho dài. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng dự án có một số nhà máy sử dụng kho tròn, một số khác lại sử dụng kho dài. Về tổng thể tùy thuộc vào điều kiện mặt bằng bố trí, cần lựa chọn kiểu kho cho phù hợp. Ngoài ra, đối với kiểu kho dài như phân tích ở trên (BS, BE, PS và SS) thì phải tùy thuộc vào mức độ ổn định của nguồn nguyên liệu, đặc tính nguyên liệu của mỗi dự án mà lựa chọn kiểu loại kho cho phù hợp.