Theo tổ chức IEA, lượng CO2 do sản xuất xi măng chiếm 5% toàn bộ lượng thải của toàn cầu. Trong đó 40% lượng khí CO2 thải ra là từ đốt nhiên liệu và 60% là từ phân giải từ CaCO3. Nếu giảm được chỉ tiêu hao riêng về nhiệt và điện tính cho một tấn clinker sẽ làm giảm đáng kể tiêu hao năng lượng và gián tiếp phát thải khí nhà kính CO2 trên phạm vi toàn cầu. Ngành xi măng của Việt Nam đã thấy được ý nghĩa to lớn trong việc tiết kiệm năng lượng.
1. Tận dụng nguồn nhiệt thải
Ngành Công nghiệp Xi măng là một trong những ngành sử dụng nhiều năng lượng, thải ra lượng lớn khí thải với nhiệt độ khí lên đến 350oC-360oC. Quá trình đốt bột liệu để tạo thành clinker trong lò, gió nóng sẽ được hút ra phía đầu bột liệu vào của lò và được sử dụng để gia nhiệt cho bột liệu trước khi vào lò. Clinker được tháo ra phía đầu ngược lại, qua ghi làm nguội để giảm nhiệt độ nhanh chóng.
Lượng khí hút ra từ lò qua tháp trao đổi nhiệt và ghi làm nguội có nhiệt độ cao và lưu lượng lớn, có thể dùng để phát điện. Ví dụ đối với dây chuyền 2500 và 5000 tấn clinker/ngày, lưu lượng và nhiệt độ của khí như sau:
2. Pháp lệnh của nhà nước
Quyết định 1488 QĐ-TTg ngày 29/8/2011 của Thủ tướng Chính phủ “Phê duyệt Quy hoạch phát triển công nghiệp xi măng Việt Nam giai đoạn 2011-2020 và định hướng đến năm 2030” yêu cầu các dự án xi măng công suất lò nung 2500 tấn clinker/ngày trở lên phải đầu tư ngay hệ thống thiết bị tận dụng nhiệt khí thải”.
Quyết định 1469 QĐ-TTg ngày 22/8/2014 của Thủ tướng Chính phủ “Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển Vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030” quy định đầu tư nhà máy xi măng “Công nghệ tiên tiến, tự động hóa cao, tiết kiệm tối đa nguyên nhiên liệu, năng lượng. Đầu tư đồng bộ hệ thống tận dụng nhiệt khí thải lò nung để phát điện và sử dụng nhiên liệu thay thế…”.
![]()
Lưu lượng và nhiệt độ khí thải vào nồi hơi.
3. Hệ thống thiết bị tận dụng nhiệt khí thải (WHR) đã được kiểm chứng trên thế giới cũng như ở Việt Nam
- Tận dụng nhiệt thừa không tốn nhiên liệu để phát điện, giảm khí nhà kính, giảm bụi, tăng hiệu suất sử dụng thiết bị.
- Giảm chi phí vận hành và tăng lợi nhuận nhà máy 10-15%, cung cấp 25-30% lượng điện sử dụng của toàn nhà máy, trong khi đó chi phí điện chiếm 25% chi phí vận hành của nhà máy. Trung bình hệ thống WHR có thể sản xuất ra lượng điện 30-40kWh/1 tấn clinker. Nhà máy xi măng 3000 tấn/ngày có thể sản xuất ra 30-40 triệu kWh.
- Hệ thống WHR là hệ thống phát điện sạch và xanh. Giảm nhiệt độ khí thải ra môi trường xuống xấp xỉ 100oC. Giảm lượng phát thải nhà kính. Sản xuất 1kWh nhiệt điện thải ra 0,86kg CO2, đối với nhà máy 3000 tấn clinker/ngày một năm tự sản xuất điện từ trạm WHR 35.000.000kWh, gián tiếp giảm được khoảng 30.000 tấn CO2 do không dùng điện từ nhà máy nhiệt điện.
- Giảm nhiệt độ đầu vào cho các công đoạn sau nồi hơi, làm thiết bị hoạt động ổn định như nghiền liệu, quạt gió, tăng hiệu suất lọc bụi điện.
- Lượng bụi thu tại nồi hơi (10-15t/h với dây chuyền 3000tấn/ngày) có thể đưa vào silo bột liệu, tăng năng suất máy nghiền.
![]()
Số liệu thực tế về hiệu quả của trạm phát điện WHR của 2 nhà máy xi măng Holcim Việt Nam và Vicem Hà Tiên.
Theo báo cáo, hiệu quả trạm phát điện WHR của hai nhà máy còn lại là Chinfon và Công Thanh cũng đạt hiệu quả rất tốt. Trong đó trạm phát điện WRH của dây chuyền 1 của Xi măng Công Thanh là 4,5MW, còn của Xi măng Chinfon là 12,8MW. Kết quả vận hành đạt các chỉ tiêu thiết kế.
![]()
Bảng công suất tham khảo các trạm phát điện WHR.
- Công suất trên chỉ là tham khảo, phụ thuộc vào lưu lượng và nhiệt độ khí thải, lượng khí để sấy nguyên liệu và than và nhiều yếu tố khác.
- Chi phí để xây dựng trạm điện nhiệt khí thải trung bình 2 triệu USD/MW.
- Tổng công suất của các nhà máy từ 2500 tấn clinker/ngày trở lên của Việt Nam hiện nay là 68,75 triệu tấn, nếu xây dựng trạm phát điện WRH thì sẽ đạt công suất phát điện là 240MW. Tổng số vốn cần có để xây dựng ước khoảng 480 triệu USD.
Ngành Công nghiệp Xi măng là một trong những ngành sử dụng nhiều năng lượng, thải ra lượng lớn khí thải với nhiệt độ khí lên đến 350oC-360oC. Quá trình đốt bột liệu để tạo thành clinker trong lò, gió nóng sẽ được hút ra phía đầu bột liệu vào của lò và được sử dụng để gia nhiệt cho bột liệu trước khi vào lò. Clinker được tháo ra phía đầu ngược lại, qua ghi làm nguội để giảm nhiệt độ nhanh chóng.
Lượng khí hút ra từ lò qua tháp trao đổi nhiệt và ghi làm nguội có nhiệt độ cao và lưu lượng lớn, có thể dùng để phát điện. Ví dụ đối với dây chuyền 2500 và 5000 tấn clinker/ngày, lưu lượng và nhiệt độ của khí như sau:
2. Pháp lệnh của nhà nước
Quyết định 1488 QĐ-TTg ngày 29/8/2011 của Thủ tướng Chính phủ “Phê duyệt Quy hoạch phát triển công nghiệp xi măng Việt Nam giai đoạn 2011-2020 và định hướng đến năm 2030” yêu cầu các dự án xi măng công suất lò nung 2500 tấn clinker/ngày trở lên phải đầu tư ngay hệ thống thiết bị tận dụng nhiệt khí thải”.
Quyết định 1469 QĐ-TTg ngày 22/8/2014 của Thủ tướng Chính phủ “Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển Vật liệu xây dựng Việt Nam đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030” quy định đầu tư nhà máy xi măng “Công nghệ tiên tiến, tự động hóa cao, tiết kiệm tối đa nguyên nhiên liệu, năng lượng. Đầu tư đồng bộ hệ thống tận dụng nhiệt khí thải lò nung để phát điện và sử dụng nhiên liệu thay thế…”.
Lưu lượng và nhiệt độ khí thải vào nồi hơi.
3. Hệ thống thiết bị tận dụng nhiệt khí thải (WHR) đã được kiểm chứng trên thế giới cũng như ở Việt Nam
- Tận dụng nhiệt thừa không tốn nhiên liệu để phát điện, giảm khí nhà kính, giảm bụi, tăng hiệu suất sử dụng thiết bị.
- Giảm chi phí vận hành và tăng lợi nhuận nhà máy 10-15%, cung cấp 25-30% lượng điện sử dụng của toàn nhà máy, trong khi đó chi phí điện chiếm 25% chi phí vận hành của nhà máy. Trung bình hệ thống WHR có thể sản xuất ra lượng điện 30-40kWh/1 tấn clinker. Nhà máy xi măng 3000 tấn/ngày có thể sản xuất ra 30-40 triệu kWh.
- Hệ thống WHR là hệ thống phát điện sạch và xanh. Giảm nhiệt độ khí thải ra môi trường xuống xấp xỉ 100oC. Giảm lượng phát thải nhà kính. Sản xuất 1kWh nhiệt điện thải ra 0,86kg CO2, đối với nhà máy 3000 tấn clinker/ngày một năm tự sản xuất điện từ trạm WHR 35.000.000kWh, gián tiếp giảm được khoảng 30.000 tấn CO2 do không dùng điện từ nhà máy nhiệt điện.
- Giảm nhiệt độ đầu vào cho các công đoạn sau nồi hơi, làm thiết bị hoạt động ổn định như nghiền liệu, quạt gió, tăng hiệu suất lọc bụi điện.
- Lượng bụi thu tại nồi hơi (10-15t/h với dây chuyền 3000tấn/ngày) có thể đưa vào silo bột liệu, tăng năng suất máy nghiền.
Số liệu thực tế về hiệu quả của trạm phát điện WHR của 2 nhà máy xi măng Holcim Việt Nam và Vicem Hà Tiên.
Theo báo cáo, hiệu quả trạm phát điện WHR của hai nhà máy còn lại là Chinfon và Công Thanh cũng đạt hiệu quả rất tốt. Trong đó trạm phát điện WRH của dây chuyền 1 của Xi măng Công Thanh là 4,5MW, còn của Xi măng Chinfon là 12,8MW. Kết quả vận hành đạt các chỉ tiêu thiết kế.
Bảng công suất tham khảo các trạm phát điện WHR.
- Công suất trên chỉ là tham khảo, phụ thuộc vào lưu lượng và nhiệt độ khí thải, lượng khí để sấy nguyên liệu và than và nhiều yếu tố khác.
- Chi phí để xây dựng trạm điện nhiệt khí thải trung bình 2 triệu USD/MW.
- Tổng công suất của các nhà máy từ 2500 tấn clinker/ngày trở lên của Việt Nam hiện nay là 68,75 triệu tấn, nếu xây dựng trạm phát điện WRH thì sẽ đạt công suất phát điện là 240MW. Tổng số vốn cần có để xây dựng ước khoảng 480 triệu USD.
ximang.vn (Theo HHXM)
