Archive for year: 2018

Phân tích số liệu cho thấy tiêu hao nguyên nhiên liệu cho 1 tấn thép sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang ở Việt Nam còn rất cao với các nước châu Âu và Nhật Bản.

Điều này cũng đồng nghĩa với việc phát thải trong sản xuất thép lò điện ở Việt Nam cao hơn nhiều so với các nước tiên tiến trên thế giới. Như vậy, việc cải tiến công nghệ và thiết bị, sử dụng nguyên nhiên liệu hiệu quả sẽ mang lại lợi ích kinh tế to lớn và giảm mạnh phát thải, đảm bảo cho việc phát triển bền vững cũng như tăng cường tính cạnh tranh của sản phẩm thép của nước ta trong bối cảnh hội nhập kinh tế.

Theo đánh giá tiềm năng sản xuất sạch hơn trong ngành sản xuất thép lò điện ở nước ta còn rất lớn ở tất cả các khâu từ chuẩn bị nguyên liệu, luyện thép trong lò điện hồ quang, tinh luyện thép trong lò thùng đến đúc phôi trong máy đúc liên tục. Tiềm năng tiết kiệm về nguyên liệu có thể đạt 4 – 5%, điện năng 10 – 20%, điện cực grafit 10 – 20%, vật liệu chịu lửa 5 – 10%…

Theo đánh giá tiềm năng sản xuất sạch hơn trong ngành sản xuất thép lò điện ở nước ta còn rất lớn ở tất cả các khâu.

Vậy áp dụng sản xuất sạch hơn có thể mang lại những lợi ích gì cho ngành thép?

Loại bỏ chất phi kim loại, giảm phát thải ra môi trường

Cùng với công việc sàng lọc, loại bỏ các tạp chất phi kim loại, chất gây cháy nổ,  việc bổ sung thêm công đoạn băm, chặt nhỏ, thậm chí là đóng bánh nguyên liệu, sẽ giúp tăng tỷ trọng của thép phế, giảm số lần nạp liệu, tăng năng suất sử dụng thiết bị, đặc biệt là giảm phát thải ra môi trường.

Tăng năng suất, rút ngắn thời gian luyện thép

Dùng biến thế lò siêu cao công suất để rút ngắn thời gian luyện một mẻ thép. Lò siêu cao công suất có biến thế với dung lượng riêng lớn hơn 700 kVA/T công suất. Lò siêu cao công suất có thời gian nấu luyện mẻ thép ngắn hơn, có năng suất cao hơn, tiêu hao điện cực ít hơn, lượng khí thải ít hơn và tuổi thọ tường lò cao hơn so với lò thông thường.

Tăng thời gian vận hành nhà máy

Trong vài chục năm gần đây, tường lò và nắp lò được đầm với các tấm làm nguội nước để nâng cao tuổi thọ của vật liệu chịu lửa, để có thể sử dụng công nghệ siêu cao công suất và tận dụng nhiệt thải. Có hai hệ thống nước làm nguội: làm nguội lạnh và làm nguội ấm. Sự bốc hơi nước làm nguội hấp thụ được bức xạ nhiệt do hồ quang tạo ra. Để bảo vệ các tấm làm nguội khỏi bị biến dạng nhiệt, đặc biệt khi sử dụng công nghệ xỉ bọt cần sử dụng máy tính để điều khiển quá trình nấu luyện, tránh làm chảy các tấm do ứng suất nhiệt và bảo vệ vật liệu chịu lửa.

Phân tích số liệu cho thấy tiêu hao nguyên nhiên liệu cho 1 tấn thép sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang ở Việt Nam còn rất cao với các nước châu Âu và Nhật Bản.

Làm nguội tường lò và nắp lò bằng nước cần thêm năng lượng khoảng 10 – 20 Wh/t nhưng được bù đắp bằng tăng thời gian vận hành nhà máy và giảm thời gian bảo hành và cho phép áp dụng các công nghệ hiện đại như lò UHP (siêu cao công suất).

Giảm tiêu hao năng lượng

Phun ôxy-nhiên liệu giúp cho quá trình nóng chảy thép phế được đều đặn và ổn định. Đồng thời, giảm được tiêu hao năng lượng điện nhờ nhiệt do quá trình cháy nhiên liệu toả ra. Phun ôxy-nhiên liệu làm tăng lượng khí thải nhưng cũng làm giảm tiêu hao năng lượng, gián tiếp làm giảm khí thải nhà kính.

Giảm tiêu hao năng lượng

Ngày nay kỹ thuật ra thép ở đáy lò được áp dụng rất rộng rãi do giảm thiểu được lượng xỉ ôxy hoá vào thùng thép trong quá trình rót. Biện pháp này cũng giảm được chi phí do giảm tiêu hao vật liệu chịu lửa vì ra thép nhanh và giảm mất mát năng lượng. Hơn nữa, công nghệ trên còn làm cho việc thu gom khói được đơn giản hơn. Hiện nay, hầu hết các lò điện mới đều được trang bị hệ thống ra thép ở đáy lò.

Cải thiện sự truyền nhiệt và bảo vệ vật liệu chịu lửa

Việc tạo ra xỉ bọt trong lò sẽ cải thiện được sự truyền nhiệt vào nguyên liệu đầu vào và bảo vệ được vật liệu chịu lửa. Do độ ổn định của hồ quang tốt hơn và bức xạ nhiệt giảm nên công nghệ xỉ bọt làm giảm tiêu hao năng lượng, điện cực graphit, tiếng ồn và làm tăng năng suất thiết bị. Nó cũng có ảnh hưởng tốt đến một số phản ứng luyện kim (giữa xỉ lỏng và thép lỏng). Tỷ trọng của xỉ bọt nhẹ hơn của xỉ chứa FeO thông thường (1,15-1,5 t/m3 so với 2,3 t/m3).

Vì vậy, lượng xỉ nhiều hơn và cần thùng chứa xỉ to hơn. Sau khi rót, một phần xỉ lại thoát khí. Cần lưu ý là không nên sử dụng xỉ bọt đối với các mác thép chất lượng cao.

Tiết kiệm các nguyên tố hợp kim

Một số bước công nghệ không cần phải thực hiện trong lò điện hồ quang, mà có thể thực hiện hiệu quả hơn trong lò khác (như khử lưu huỳnh, hợp kim hoá, đồng đều hoá nhiệt độ và thành phần hoá học). Các bước này được chuyển từ lò hồ quang sang lò thùng. Hiệu quả của công nghệ này là tiết kiệm năng lượng (10 – 30 kWh/t), giảm được thời gian luyện một mẻ thép khoảng 5 – 20 phút, tăng năng suất, điều khiển nhiệt độ rót thép dễ hơn, giảm tiêu hao điện cực (0,1 – 0,74 kg/t), tiết kiệm các nguyên tố hợp kim và giảm phát tán các chất ô nhiễm môi trường.

Đơn giản trong vận hành, giảm tiêu hao năng lượng, phát tán bụi

Dùng máy tính để tự động điều khiển các quá trình từ nạp nguyên liệu, vận hành lò điện hồ quang, lò thùng tinh luyện và đúc liên tục. Việc điều khiển này làm tăng năng suất thiết bị, giảm tiêu hao năng lượng và giảm phát tán bụi.

Sấy thép phế nguyên liệu trước khi nạp vào lò

Việc thu hồi nhiệt của khí thải đã được chú ý từ lâu. Trong những năm 1970 trên thế giới đã có khoảng 20 nhà máy có hệ thống sấy thép phế trong giỏ liệu trước khi nạp vào lò. Song các hệ thống này không hoạt động được vì lý do kỹ thuật và ô nhiễm.

Sau này đã có lò đứng cao có bộ phận sấy liệu được khoảng 50% liệu, còn lò kiểu ngón tay có thể sấy toàn bộ thép phế. Lò kiểu ngón tay rút ngắn thời gian nấu luyện còn khoảng 35 phút/mẻ nên hoàn vốn đầu tư rất nhanh (khoảng 1 năm).

Khả năng nữa để sấy liệu là công nghệ consteel: nạp liệu đã được sấy bằng nhiệt của khí thải liên tục vào hông lò qua hệ thống nạp liệu consteel.

Mức độ giảm ô nhiễm: Lò thân đứng có thể tiết kiệm được đến 70 kWh/t. Ngoài ra, còn giảm được thời gian nấu luyện, tăng năng suất thiết bị.

Lò kiểu ngón tay có thể tiết kiệm được đến 100 kWh/t, tức là khoảng 25% tổng tiêu hao năng lượng trong lò điện hồ quang. Kết hợp cùng với xử lý khí thải, công nghệ sấy liệu có vai trò quan trọng trong việc tối ưu hoá luyện thép lò điện không chỉ tăng năng suất mà còn giảm ô nhiễm.

Ngoài ra, sấy liệu còn giảm phát tán bụi khoảng 20% do khí thải đi qua liệu được giữ lại bụi như một phin lọc.

Tuy nhiên, sấy liệu có thể làm tăng các chất ô nhiễm hữu cơ và mùi khét, như PCDD/F trừ khi có xử lý nhiệt khí thải. Xử lý khí cần thêm năng lượng nhưng rất nhỏ so với năng lượng tiết kiệm được.

Hệ thống nước làm nguội khép kín

Trong nhà máy luyện thép, nước được sử dụng để làm mát lò điện hồ quang, lò thùng tinh luyện, máy đúc liên tục và lọc bụi ướt. Đối với lò điện hồ quang và lò thùng tinh luyện, nước dùng để làm mát các bộ phận với nguyên tắc không tiếp xúc nên nước hầu như không bị nhiễm bẩn. Việc sử dụng tuần hoàn nước sẽ đem lại lợi ích kinh tế cao. Vì thế, các nhà máy luyện kim hiện đại đều trang bị hệ thống nước làm nguội khép kín.

Hệ thống nước làm nguội khép kín cần thêm năng lượng để bơm nước và tái làm nguội nước. Tuy nhiên, việc tiết kiệm nước vẫn làm giảm chi phí vận hành của nhà máy.

Sử dụng lại xỉ lò điện

Trong sản xuất thép lò điện sẽ sinh ra một lượng xỉ khoảng 100-150 kg/t thép. Xỉ lò điện có thể xem như đá nhân tạo, giống đá tự nhiên, bao gồm FeO, CaO, SiO2 và các ôxit khác như MgO, Al2O3, MnO… Xỉ lò điện có thể sử dụng để làm đường, san lấp, sản xuất xi măng… Tuy nhiên, trước khi sử dụng, xỉ phải được chế biến như nghiền, sàng và phân loại kích thước… Giải pháp này giúp tăng nguồn thu và giảm nhu cầu bãi chứa xỉ.…

Ngày nay kỹ thuật ra thép ở đáy lò được áp dụng rất rộng rãi do giảm thiểu được lượng xỉ ôxy hoá vào thùng thép trong quá trình rót.

Tái sử dụng bụi lò điện

Xử lý lọc bụi trong sản xuất thép lò điện có thể tách được 10 – 25 kg bụi/t thép. Bụi lò điện thường chứa kim loại nặng nên cần chú ý khi chế biến và chôn lấp. Tuy nhiên, có thể tận dụng được hàm lượng sắt và kim loại nặng trong bụi lò điện.

Tái sử dụng bụi làm liệu cho lò điện. Khi đó, sắt và kẽm quay trở lại vào thép lỏng. Tuy nhiên, tái sử dụng bụi cũng làm tăng tiêu hao điện năng (khoảng 20-39 kWh/t). Tái sử dụng bụi cũng chỉ trong một mức độ nhất định và ảnh hưởng đến quá trình vận hành lò. Theo đó, để cải thiện điều kiện vận hành lò thì cần chế biến bụi như tạo cục bằng vê viên hay thiêu kết.

Thu hồi kẽm và khử kim loại nặng

Công nghệ thu hồi kẽm và thu hồi hoặc khử kim loại nặng đã được nghiên cứu và áp dụng. Về nguyên lý, có thể dùng công nghệ hoả luyện và thuỷ luyện để thu hồi kẽm. Đối với bụi trong sản xuất thép cacbon hay thép hợp kim thấp có nhiều công nghệ như WAELZ, ESINEX… Đối với bụi trong sản xuất thép hợp kim cao cũng có nhiều công nghệ thu hồi như ScanDust Plasma Process, B.U.S Process…

Giải pháp này tận dụng được bụi, không phải chôn lấp nhưng cần thêm năng lượng để vận chuyển, vê viên hay thiêu kết bụi.

VNCPC

Trong thời gian gần đây, sản xuất sạch hơn (SXSH) nổi lên như một phương thức hiệu quả nhằm giải quyết các vấn đề môi trường do quá trình công nghiệp hoá nhanh gây ra và đã được chấp nhận trên toàn cầu. Vậy áp dụng SXSH sẽ mang lại những lợi ích gì cho các doanh nghiệp ngành dệt?.

Ngành dệt có đặc điểm là sử dụng rất nhiều các nguồn tài nguyên như nước, nhiên liệu, thuốc nhuộm và các loại hoá chất, lại kết hợp với hiệu suất quá trình ở mức thấp đã dẫn tới sự lãng phí rất lớn các nguồn tài nguyên. Trong bối cảnh đó, khái niệm về SXSH là rất phù hợp với ngành công nghiệp này.

Do những thách thức rất lớn nảy sinh từ quá trình toàn cầu hoá thương mại và tự do hoá xuất nhập khẩu, sự cạnh tranh trong ngành dệt đang ngày càng tăng, hiện nay, sự tăng trưởng và tồn tại của các công ty ngành dệt phụ thuộc rất nhiều vào việc làm sao để chi phí sản xuất phải nhỏ nhất. Trong khi, các hoá chất và năng lượng chiếm hơn 70% tổng chi phí sản xuất trong ngành dệt, nên việc giảm mức sử dụng các đầu vào này giữ vai trò quan trọng.

Ngành dệt có đặc điểm là sử dụng rất nhiều các nguồn tài nguyên như nước, nhiên liệu, thuốc nhuộm và các loại hoá chất…

Bên cạnh đó, việc giảm lượng chất thải được sinh ra cũng tạo thuận lợi cho doanh nghiệp vì các yêu cầu đối với việc xây dựng các trạm xử lý phức tạp và tốn kém nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn theo luật định cũng sẽ giảm đi.

Theo đó, việc triển khai SXSH sẽ mang lại rất nhiều lợi ích cho doanh nghiệp dệt, cụ thể như:

Bảo toàn hoá chất và chất trợ

Ngành công nghiệp dệt sử dụng rất nhiều loại hoá chất và chất trợ với khối lượng khổng lồ. Một công ty dệt điển hình thường tiêu thụ khoảng 350 đến 500kg các hoá chất cho một tấn vải. Không giống như nhiều ngành sản xuất khác, trong ngành dệt chỉ có khoảng 15 đến 20% các hoá chất sử dụng trong quá trình xử lý sẽ lưu lại trên sản phẩm, lượng còn lại đi vào môi trường dưới dạng chất thải.

Chưa tính đến chi phí cho hoá chất ngày càng tăng lên và tải lượng ô nhiễm ở mức cao do các loại hoá chất gây ra, các đơn vị trong ngành này không thể tiếp tục để thất thoát các chất này dưới dạng chất thải. Các doanh nghiệp có thể giảm đáng kể suất tiêu thụ các hoá chất và chất trợ nhờ áp dụng kỹ thuật SXSH, chẳng hạn: tái sử dụng các dịch nhuộm (nhuộm polyester với thuốc nhuộm phân tán), trong đó còn chứa tới 80 – 95% lượng hoá chất phụ trợ đã được thêm vào vẫn chưa tận trích để chuẩn bị dịch nhuộm cho mẻ sau.

Bảo toàn nước

Công nghiệp dệt là ngành sử dụng rất nhiều nước. Tỉ lệ về lượng nước tiêu hao so với lượng vải sản xuất rất cao, dao động trong khoảng 15 – 20m3 cho 1.000m vải. Ứng dụng các kỹ thuật SXSH sẽ giúp bảo toàn nước, tuần hoàn và tái sử dụng nước và cuối cùng là giảm đáng kể suất tiêu hao nước cho một đơn vị sản phẩm.

Bảo toàn năng lượng

Ngành công nghiệp dệt sử dụng cả nhiệt năng và điện năng, và các dạng năng lượng này chiếm tới 15 đến 20% tổng dòng thải, nếu không được xử lý trước khi xả thải, sẽ gây ra những nguy hại trầm trọng cho môi trường. Các khí thải do quá trình đốt cháy nhiên liệu sinh ra cũng gây ô nhiễm không khí. Việc xử lý nước thải từ các nhà máy dệt đang đối mặt với hai vấn đề lớn, đó là:

Thể tích dòng thải lớn đòi hỏi phải có những công trình xử lý lớn và đắt tiền. Đối với các doanh nghiệp vừa và nhỏ thì đây là vấn đề quan trọng hàng đầu vì họ thiếu cả địa điểm để xây dựng công trình và kinh phí.

Với đặc tính “khó xử lý” khiến cho việc xử lý trở nên rất phức tạp về mặt kỹ thuật và tốn thời gian.

Do đó, bước đầu tiên trong việc giải quyết các vấn đề môi trường là giảm lượng chất thải phát sinh. Điều này đòi hỏi phải nỗ lực để giảm thiểu lãng phí các loại hoá chất và chất trợ nhằm giảm độc tính và độ phức tạp khi xử lý các dòng thải.

Áp dụng SXSH là hướng tới mục đích đáp ứng cả hai yêu cầu này, tạo điều kiện thuận lợi để quá trình xử lý chất thải ở mức chi phí thấp hơn cũng như đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn quy định.

Áp lực từ cộng đồng

Ngành công nghiệp Việt Nam mà đặc biệt là ngành công nghiệp dệt đang phải đối mặt với một tình thế tiến thoái lưỡng nan. Đó là song song với việc ngày càng có nhiều các công ty Nhà nước mở cửa chào đón các đối tác là công ty tư nhân thì nhận thức của cộng đồng về bảo vệ môi trường cũng tăng đáng kể.

Ngành công nghiệp dệt sử dụng cả nhiệt năng và điện năng, và các dạng năng lượng này chiếm tới 15 đến 20% tổng dòng thải.

Các tổ chức phi chính phủ về bảo vệ môi trường cũng bắt đầu xuất hiện, không chỉ là để nâng cao sự hiểu biết về lĩnh vực này, mà còn đóng vai trò như những nhà giám sát đối với các cơ sở gây ô nhiễm. Các dòng thải từ các công ty dệt đều có độ màu lớn do chứa lượng thuốc nhuộm và pigment chưa được tận trích. Điều này đã khiến dư luận quan tâm chặt chẽ đến các vấn đề môi trường của ngành dệt. Vì thế, áp lực tạo ra đối với ngành ngày càng tăng lên trong việc quản lý dòng thải, kể cả khi chỉ với một lượng nhỏ. Ngành công nghiệp dệt hiện nay không thể tách ra ngoài mối quan tâm của các nhóm áp lực, nên phải có những biện pháp tích cực nhằm giảm nhẹ tác động ô nhiễm môi trường.

Các yêu cầu của thị trường xuất khẩu

Do ngành công nghiệp dệt đóng góp rất lớn vào xuất khẩu của cả nước nên doanh nghiệp cần phải quan tâm tới các yếu tố giúp xúc tiến thị trường xuất khẩu. Ngành này sử dụng rất nhiều loại hoá chất và thuốc nhuộm, mà rất nhiều trong số đó về bản chất là có độc tính. Một số nước châu Âu, bên cạnh việc áp dụng lệnh cấm đối với việc sản xuất và sử dụng các hoá chất và thuốc nhuộm độc hại tại chính đất nước của họ, thì việc nhập khẩu các mặt hàng có sử dụng các hoá chất này trong quá trình sản xuất cũng bị cấm. Rất nhiều quốc gia khác trong tương lai cũng sẽ thi hành các lệnh hạn chế tương tự.

Vì lý do này, để có thể tồn tại được trong thị trường xuất khẩu, vấn đề cấp bách hiện nay của ngành là cần phải tránh sử dụng các hoá chất độc hại. Áp dụng SXSH sẽ hỗ trợ đắc lực bởi vì mục tiêu của tiếp cận này cũng chính là tìm ra các giải pháp thay thế có tính thân thiện với môi trường đối với các hoá chất độc hại.

Thêm vào đó, khách hàng ở các quốc gia phát triển ngày một quan tâm nhiều hơn về môi trường, nên ngành dệt cần phải có hệ thống quản lý môi trường phù hợp. Trong các trường hợp này, các doanh nghiệp xuất khẩu cần phải có một sự chuyển dịch đúng đắn là xây dựng hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 14001. SXSH sẽ rất hữu ích vì giúp doanh nghiệp thu thập dữ liệu, cải tiến hệ thống tài liệu, và phát triển một hệ thống quản lý môi trường – điều kiện đầu tiên cần phải có để được cấp chứng nhận ISO 14001.

Giúp công ty tăng thị phần

SXSH được sử dụng như một công cụ nhằm cải thiện hình ảnh của công ty trước cộng đồng thông qua các bước thực hiện nhằm mục tiêu bảo vệ môi trường. Một khi SXSH trở thành một phần không tách rời trong các hoạt động của công ty thì các tuyên bố như “Sản xuất trong môi trường xanh” hay “Sản phẩm xanh/ Sản phẩm sinh thái” cũng có thể sử dụng nhằm gia tăng thị phần của sản phẩm và mức độ chấp nhận của xã hội đối với sản phẩm.

Giảm chi phí sản xuất và giảm tải lượng ô nhiễm

Thực tế cho thấy, lượng lớn chất thải sinh ra trong sản xuất dệt có thể quy vào một số lý do như công nghệ lạc hậu và kém hiệu quả, nhân lực thiếu đào tạo, hoạt động bảo dưỡng và vận hành không đúng cách, thiếu kế hoạch sản xuất hợp lý, thiếu tài liệu tham khảo về SXSH… Ngoài ra, trong số các nhà sản xuất vẫn có một quan niệm chung là “dùng dư nhiều hoá chất sẽ có thể nâng cao chất lượng quá trình”. Điều này không chỉ gây ra việc tăng mức tiêu thụ các nguồn tài nguyên mà còn khiến cho lượng chất thải sinh ra nhiều hơn. “Chất thải kéo theo nhiều chất thải hơn” chính là sự mô tả về các trường hợp này. Hệ quả là không chỉ làm giảm khả năng sinh lợi của công ty và thậm chí đôi khi dẫn tới chất lượng sản xuất dưới mức tiêu chuẩn.

Lượng lớn chất thải sinh ra trong sản xuất dệt có thể quy vào một số lý do như công nghệ lạc hậu và kém hiệu quả, nhân lực thiếu đào tạo, hoạt động bảo dưỡng và vận hành không đúng cách…

Hơn nữa, như đã đề cập ở trên, chỉ có một số phần trăm rất nhỏ hoá chất thêm vào trong quá trình sản xuất được tận dụng và phần còn lại thì sẽ đi vào môi trường theo dòng chất thải. Do vậy mà mức độ tác động tới môi trường của ngành này là rất cao.

Kết quả từ thực tiễn cho thấy, bằng việc sử dụng hiệu quả các loại vật liệu và năng lượng, khả năng tiết kiệm chi phí của doanh nghiệp có thể đạt đến mức 100 USD/tấn thông qua áp dụng SXSH.

Cũng nhờ thực hiện các giải pháp SXSH với chi phí thấp và trung bình, các công ty dệt của Việt Nam có thể đạt mức lợi nhuận từ 50-80 USD/tấn sản phẩm và giảm đáng kể tải lượng ô nhiễm, cũng như cải thiện môi trường làm việc.

VNCPC