>> Kinh nghiệm sử dụng nhiên liệu thay thế ở châu Âu (P1)
>> Kinh nghiệm sử dụng nhiên liệu thay thế ở châu Âu (P2)
4. Tồn trữ, định lượng và cấp nhiên liệu
4.1. Tồn trữ
Điều kiện bảo quản nhiên liệu thay thế phụ thuộc vào loại vật liệu. Nhìn chung, phải đáp ứng được các yêu cầu về kỹ thuật, vệ sinh và lưu . tới lượng phát thải.
Tùy thuộc vào điều kiện mặt bằng có thể bố trí các kho chứa như sau:
A. Kho chứa ban đầu
B. Kho trung gian
C. Kho thành phẩm
4.1.1. Kho chứa ban đầu:
Kho chứa này có thể bố trí bên trong hoặc ngoài nhà máy, phụ thuộc vào việc tiếp nhận vật liệu. VÌ lý do tiếp vận nên các kho chứa ban đầu thường được đặt ngay trong nhà máy. Ngoài ra, việc bố trí kho chứa này còn phụ thuộc vào loại vật liệu và công đoạn xử lý sơ bộ.
Vật liệu có thể chở đến bằng xe tải hoặc tầu hỏa. Hỗn hợp vật liệu có chứa các chất gây ô nhiễm mạnh (chủ yếu về mặt sinh học) có độ ẩm cao (lên đến 40%) được lưu trữ chủ yếu trong các thùng chứa được thiết kế đặc biệt đảm bảo các yêu cầu cũng như luật định về vệ sinh.
Bột xác động vật sẽ được xử lý trong các hệ thống hoàn toàn kín. Nó được đưa tới nhà máy trong các container và có thể được vận chuyển về kho chứa bằng khí động hoặc bằng các thiết bị cơ giới.
Nhiên liệu thay thế dạng lỏng hoặc bùn cặn (dầu thải, dung môi và bùn thải) được lưu trữ trong các thùng chứa đặc biệt. Cần tuyệt đối đảm bảo các yêu cầu về ph.ng chống cháy nổ.
Các vấn đề liên quan đến kho chứa:
1) Các thành phần hữu cơ:
- Mùi
- Vi khuẩn/ sinh trưởng của nấm mốc
- Phát sinh nhiệt
- Sự đóng rắn/ hòn cứng
2. Độ ẩm
3. Độ lèn chặt
4. Cồng kềnh
- Không gian lưu trữ lớn
5. Không thiện cảm (không đẹp mắt)
6. Ô nhiễm
4.1.2. Kho chứa trung gian:
Kho chứa trung gian phải được đặt trong nhà máy, đáp ứng yêu cầu kiểm tra chất lượng của nhiên liệu thay thế sau khi xử lý sơ bộ cho bước xử lý tiếp theo. Các kho chứa trung gian thường sử dụng các thùng chứa riêng biệt (tùy thuộc vào công suất của nhà máy), nhưng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
1) Đủ không gian để thực hiện các thao tác
2) Có dung tích chứa đủ lớn (phù hợp với nhân lực kho)
Nếu việc kiểm tra chất lượng cho kết quả thỏa mòn yêu cầu kỹ thuật thì vật liệu được cấp vào buồng đốt. Tùy thuộc vào mức độ ô nhiễm, nhà quản lý sẽ quyết định mục đích sử dụng về sau.
4.1.3. Kho thành phẩm:
Nhiên liệu thay thế được chứa trong các kho thành phẩm, sẵn sàng được cấp vào lý. Để tránh ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên - như độ ẩm, hơi nước, thậm chí nước mưa,... vật liệu cần được bảo quản trong các kho có mái che (nhà kho). Dung tích kho được tính toán dựa trên công suất đốt và kế hoạch dừng lý theo định kỳ.
4.2. Định lượng và cấp liệu
Các yếu tố quan trọng trong định lượng và tháo liệu:
1) Hỗn hợp vật liệu và nhựa- độ xốp (ρ200kg/m3)
2) Đóng bánh
3) Ống dẫn hướng
4) Vật liệu mài mòn - lựa chọn vật liệu
5) Định lượng chính xác
6) Định lượng không đổi
7) Khối lượng riêng của các thành phần khác nhau - Khó rút liệu
8) Tải trọng của khí vận chuyển (kg/Nm3)
9) Nhiệt độ khí vận chuyển (đối với bột động vật)
Việc định lượng nhiên liệu thay thế dạng rắn yêu cầu vật liệu khi định lượng và cấp liệu không bị nén ép. Trong trường hợp này, độ ẩm đóng một vai trì quan trọng.
Trong thiết kế và lắp đặt bộ phận cấp liệu phải đảm bảo kín khít. Khi cấp liệu bằng khí động phải đảm bảo lượng khí vận chuyển càng thấp càng tốt. (Vì lượng khí dư sẽ làm giảm nhiệt độ ngọn lửa và tăng NOx). Ngoài ra, các vật liệu dạng dây khi đi vào buồng đốt cũng là một tác nhân quan trọng ảnh hưởng tới độ mài mòn của thiết bị vận chuyển và cần phải được kiểm soát chặt chẽ.
4.2.1. Định lượng và cấp liệu trong trường hợp sử dụng lốp cũ và gỗ:
Định lượng lốp xe và gỗ bị nhiễm bẩn được thực hiện bằng cân băng định lượng với sai số + - 1% giá trị định lượng đã xác định - giá trị này được hiển thị trên các thiết bị đầu cuối của các lò nung clinker. Các thông số cần thiết phải kiểm soát là nhiệt độ và nồng độ CO (Carbon monoxide) trong khói lò.
Băng tải và cân băng định lượng thường được sử dụng để cấp liệu. Vật liệu được cấp vào lý sau khi đi qua van đối trọng hoặc các van có thiết kế đặc biệt để tránh lọt khí vào hệ thống lò nung.
4.2.2. Định lượng và cấp liệu trong trường hợp sử dụng nhựa, giấy, vải và hỗn hợp vật liệu:
Nhựa, giấy và vải được vận chuyển đến Vòi đốt chính ở dạng hỗn hợp hoặc riêng lẻ (buồng đốt sơ cấp), hoặc đến buồng đốt thứ cấp.
Một tiện ích là vật liệu được rút ra từ két trung gian xuống cân băng định lượng vào van quay, dưới tác dụng của khí nén, vật liệu được đưa tới Vòi đốt. Hệ thống này có thiết kế đơn giản và dễ bảo dưỡng. Theo thiết kế này, khi vận hành cần duy trì mức khí nén càng thấp càng tốt.
Việc vận hành buồng đốt sẽ được giám sát thành phần của khói thải tương tự như khi sử dụng nhiên liệu truyền thống.
4.2.3. Định lượng và cấp liệu trong trường hợp sử dụng bột xác động vật:
Việc sử dụng bột xác động vật làm nhiên liệu thay thế cần phải được thực hiện trong hệ thống hoàn toàn kín để không gây ô nhiễm và giảm chi phí bảo dưỡng.
Như ở hình vẽ dưới đây, bột xác động vật được duy trì ở trạng thái “cân bằng áp suất” - có nghĩa là áp suất có thể được điều chỉnh trong các két định lượng tương ứng với các áp suất cấp vào. Khí vận chuyển được làm nguội xuống tới 10° C.
Hệ thống này có khả năng điều chỉnh được mức áp suất thấp để bảo dưỡng.
4.2.4. Định lượng và cấp liệu trong trường hợp sử dụng nhiên liệu thay thế dạng lỏng hoặc bùn:
Các vật liệu này được xử lý sơ bộ trong các bồn chứa (ví dụ như khuấy trộn, gia nhiệt) và được vận chuyển bằng bơm định lượng đến Vòi đốt chính. Khi vận hành phải tuân thủ các chỉ dẫn an toàn.
Tóm lại, khi sử dụng nhiên liệu thay thế, việc xử lý gia công chế biến, tồn trữ và định lượng chất thải có vai trì quan trọng, phải đáp ứng các yêu cầu nhất định về các thông số phù hợp với yêu cầu trong sản xuất xi măng cũng như đáp ứng được các tiêu chuẩn về môi trường.
____________________
Tài liệu tham khảo
1. Alternative Fuels In The Cement Industry - PMT-Zyklontechnik GmbH
2. Kåre Helge Karstensen, A Literature Review on Co-processing of Alternative Fuels and Raw Materials and Hazardous Wastes in Cement Kilns, 6 September 2007
3. CEMBUREAU, Environmental Benefits of Using Alternative Fuels in Cement Production
4. S.R. Asthana and R.K. Patil, Use Of Alternative Fuels In Indian Cement Industry, Advances in Energy Research (AER - 2006).
5. Eugeniusz Mokrzycki, Alicja Uliasz-Bocheńczyk, Waste recycling through energy recovery A Kiln Solution, Research in Progress Alternative Fuels, Nr 3 (7) 2005.
6. EPA, Project Summary Hazardous Waste Combustion in Industrial Processes: Cement and Lime Kilns, EPN/600/S2- 87/095 Feb 1988.
