Kinh nghiệm tiết kiệm điện, giảm phát thải từ sản xuất xi măng ở quốc gia tỷ dân

Sản xuất xi măng là một trong những ngành công nghiệp tiêu tốn nhiều năng lượng nhất trên toàn cầu. Quá trình này đòi hỏi một lượng lớn điện năng, đặc biệt là trong các công đoạn nghiền và nung nguyên liệu. Xi măng được sản xuất bằng cách nung đá vôi, đất sét và các vật liệu khác ở nhiệt độ cao trong lò quay, sau đó nghiền thành bột mịn.

Kinh nghiệm công nghệ "xi măng 2.0" từ quốc gia tỷ dân

Trung Quốc là quốc gia sản xuất xi măng lớn nhất thế giới, chiếm hơn 50% tổng sản lượng xi măng toàn cầu. Việc sản xuất xi măng ở Trung Quốc tiêu thụ một lượng điện năng khổng lồ, ước tính chiếm khoảng 7-8% tổng tiêu thụ điện của toàn ngành công nghiệp quốc gia.

Sản xuất xi măng là một trong những ngành công nghiệp tiêu tốn nhiều năng lượng nhất trên toàn cầu. - Ảnh: ximang.vn

Tuy nhiên, Trung Quốc cũng đã áp dụng nhiều biện pháp cải tiến công nghệ để giảm tiêu hao điện năng trong ngành xi măng, bao gồm việc xây dựng các nhà máy xi măng hiện đại và áp dụng các công nghệ tiết kiệm năng lượng như các nước tiên tiến trên thế giới.

Cách mạng hóa ngành xi măng có thể sẽ đến gần hơn khi mới đây Công ty TNHH Công trình quốc tế Nam Kinh - CHOPE giới thiệu công nghệ mà công ty này gọi là “công nghệ xi măng 2.0”. Giải pháp này được kỳ vọng sẽ là "cứu cánh" cho các nhà máy xi măng đang đối mặt với những thách thức về năng lượng và môi trường.

Chia sẻ tại một sự kiện gần đây với các doanh nghiệp Việt Nam, ông Liu Jianhua, một trong những chuyên gia hàng đầu của CHOPE, đã tiết lộ những kết quả ấn tượng mà công nghệ này mang lại.

Phó Tổng Giám đốc thường trực của CHOPE, cho biết kinh nghiệm ứng dụng công nghệ này đã được chia sẻ tại nhiều nhà máy xi măng lớn ở Trung Quốc qua đó từng bước được áp dụng rộng rãi.

Theo ông Liu, quy mô cải tạo được công ty thực hiện qua 3 bước: Thứ nhất, tối ưu hóa để tìm ra những lỗ hổng trong quản lý thiết bị, giúp sản lượng tăng thêm. Thứ hai, giảm trở lực để giải phóng lực đẩy gió của quạt ID từ 800 – 1.500 PA. Thứ ba, mở rộng thể tích nhằm mở rộng đường kính, kéo dài đường ống của lò calciner lên 30 – 50%.

Ứng dụng vào thực tiễn, Dự án cải tạo kỹ thuật tổng thể dựa trên mục tiêu tiết kiệm năng lượng, phát thải siêu thấp đã được CHOPE triển khai. Dự án cải tạo nhằm bảo vệ môi trường tiết kiệm năng lượng đuôi lò nung được CHOPE thực hiện vào năm 2023. Công suất thiết kế của dự án là 2.500 t/d, trước khi cải tạo sản lượng clinker khoảng 2.870 t/d, áp suất âm đầu ra C1 là 5.200–5.400Pa, nhiệt độ khí thải là 320-340°C.

Mục tiêu nhằm cải tạo năng suất tháp trao đổi nhiệt lên 3.300 t/d; giảm phát thải siêu thấp cho lò calciner và công nghệ giảm không xúc tác có chọn lọc (SNCR), chỉ tiêu phát thải NOx đạt 50 mg/m3; tiêu hao nhiệt, trở lực hệ thống không tăng.

Vấn nạn phát thải bụi

Theo Phó Tổng Giám đốc thường trực, công trình sư cấp cao của CHOPE với mục tiêu giảm phát thải nồng độ bụi, các cơ quan chức năng yêu cầu càng ngày càng chặt chẽ về các chỉ tiêu phát thải chất ô nhiễm trong khí thải.

Hiện tại nồng độ bụi phát thải của lọc bụi tĩnh điện đã khó đáp ứng được yêu cầu phát thải, cho nên, việc cải tạo lọc bụi tĩnh điện sang lọc bụi túi có nồng độ phát thải thấp hơn trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.

Một kinh nghiệm khác tiếp tục được đại diện CHOPE chia sẻ là phát điện nhiệt dư. Giải pháp được phía doanh nghiệp này đưa ra là sử dụng nồi hơi nhiệt dư.

Thiết bị này được CHOPE giới thiệu không sử dụng nhiên liệu, không phát sinh bất kỳ khí thải nào. Nồi hơi nhiệt dư sẽ tận dụng tối đa nhiệt khí dư để phát điện, giúp nhà máy cung cấp và giải quyết lượng điện khoảng 1/3 trên tổng tiêu thụ điện sản xuất của nhà máy. Điều này đáp ứng một phần nhu cầu tiêu thụ điện của doanh nghiệp, giảm thiểu lượng điện mua từ nhà nước, tăng thêm hiệu quả kinh tế.

Giải pháp sử dụng nhiên liệu thay thế, đồng xử lý rác thải cũng là kinh nghiệm được CHOPE nhắc tới. “Sự giám sát hệ thống lò quay xi măng chứng minh rằng hệ thống này sử dụng chất thải rắn thay thế nguyên nhiên liệu không có nguy hai đối với môi trường, được đánh giá là công nghệ tiên phong hiện nay”, ông Liu Jianhua thông tin.

Sản lượng xi măng của Việt Nam tốp đầu thế giới

Theo Bộ Xây dựng, trong 10 năm gần đây, năng lực sản xuất xi măng của Việt Nam đã tăng trưởng đạt khoảng 120 triệu tấn xi măng, thuộc nhóm tốp đầu trên thế giới.

tổng số dây chuyền sản xuất xi măng đã đầu tư trên toàn quốc là 92 dây chuyền với tổng công suất 122,34 triệu tấn/năm (trong đó, có 4 dây chuyền với tổng công suất 11,4 triệu tấn xi măng/năm đã đầu tư xong nhưng chưa đưa vào vận hành, do không tiêu thụ được sản phẩm).

Các dây chuyền đầu tư từ năm 2011 đến nay đều sử dụng công nghệ hiện đại, tiên tiến trên thế giới đạt tiêu chuẩn châu Âu. Đặc biệt, có những dây chuyền sản xuất xi măng hiện đại nhất trên thế giới như dây chuyền 2 và dây chuyển 3 nhà máy Xi măng Xuân Thành, tỉnh Hà Nam.

Trong 10 năm vừa qua (2014 - 2023), sản lượng sản xuất clinker và xi măng nhìn chung đều tăng. Trong đó, sản xuất clinker và xi măng năm 2021 đạt đỉnh (110,4 triệu tấn). Từ năm 2023 đến nay, sản xuất clinker và xi măng sụt giảm nghiêm trọng. Tổng sản lượng sản xuất cả năm 2023 chỉ đạt 92,9 triệu tấn, các dây chuyền hoạt động trung bình toàn ngành chỉ đạt 75% tổng công suất thiết kế.

Trong năm 2023, có 42 dây chuyền phải dừng hoạt động sản xuất khoảng 1 - 6 tháng, trong đó một số dây chuyển phải dừng cả năm (tương ứng công suất phải dừng hoạt động khoảng 30% tổng công suất thiết kế của cả nước).

Thế Duy