Cập nhật ngày 07/01/2019 - 13:04:42

           

Bước đột phá trong xử lý tro bay thành vật liệu thân thiện với môi trường

- Tro bay là bụi khí thải dạng hạt mịn thu được từ quá trình đốt cháy than đá gây ô nhiễm không khí và nguồn nước và là nỗi "khiếp sợ" của nhân loại. Nắm bắt được điều đó Công ty TNHH SX Trung Hậu chế tạo ra cát nhân tạo tro bay thân thiện với môi trường.

Tro bay từ đâu đến? 

Tro bay là bụi khí thải dạng hạt mịn thu được từ quá trình đốt cháy than đá trong các lò hơi của nhà máy nhiệt điện, trong lò quay của nhà máy xi măng, trong lò cao của nhà máy luyện kim, trong lò tunel của các xí nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, trong các lò của hệ thống xử lý rác bằng công nghệ đốt, là phế thải thoát ra từ buồng đốt qua ống khói nhà máy. Tro bay được tận thu từ ống khói qua hệ thống nồi hơi tinh luyện loại bỏ bớt các thành phần than (cacbon) chưa cháy hết và là một loại khoáng hoạt tính pozzolan có thể dùng làm phụ gia cho chế tạo bê tông cường độ cao. Thành phần của tro bay thường chứa các silic oxit, nhôm oxit, canxi oxit, sắt oxit, magie oxit và lưu huỳnh oxit, ngoài ra có thể chứa một lượng than chưa cháy. Cũng giống như các phụ gia khoáng hoạt tính cho bê tông khác như muội silic, tro bay là một loại pozzolan nhân tạo với thành phần chính tạo hiệu ứng pozzolan là các silic oxit, nhôm oxit chứa trong tro bay.

Sản phẩm cát nhân tạo được sản xuất theo dây chuyền công nghệ mới

Trong kỹ thuật, “tro” và “xỉ” đều là những chất, cùng với nhiều chất khác, được thải ra trong quá trình cháy của than trong nhà máy nhiệt điện và thuộc loại chất thải rắn. Trong đó, “tro” thải ra theo đường khói, hay còn gọi là “tro bay”. Trên đường khói, tro bay sẽ được các bộ lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi giữ lại và nạp vào silo để đưa ra bãi thải hoặc tiêu thụ, chỉ một tỉ lệ rất nhỏ tro bay thoát ra ngoài theo ống khói, còn “xỉ” được thải qua đáy của lò hơi, hay còn gọi là “xỉ đáy lò”. Tỷ lệ chất rắn thải ra dưới dạng “tro bay” hay “xỉ đáy lò” phụ thuộc vào công nghệ đốt của lò hơi, nhưng “tro bay” thường lớn hơn “xỉ đáy lò”.

Ô nhiễm không khí và nguồn nước, nỗi khiếp sợ từ tro bay

Những năm gần đây, tro xỉ phế thải của các nhà máy nhiệt điện đốt than trở thành vấn đề đau đầu đối với các nhà quản lý. Theo số liệu được công bố, hiện nay trên cả nước đang tồn đọng khoảng gần 50 triệu tấn tro bay. Chỉ 3 nhà máy của cụm nhiệt điện Vĩnh Tân 2, 4 và 4 mở rộng, trong khi chờ Bộ Xây dựng ban hành bộ tiêu chuẩn tro, xỉ, thì trên thực tế, tro, xỉ thải ra không ngừng tăng. Với 2 nhà máy Vĩnh Tân 2 và Vĩnh Tân 4 đang hoạt động và sử dụng bãi chứa tro, xỉ, có diện tích 38,3 ha, sức chứa gần 10 triệu m3. Với tốc độ chôn lấp như hiện nay, lượng tro, xỉ tồn khá nhiều. Bãi tro đã cao ngất ngưởng và sắp tới sẽ đạt cao trình 27m (hiện tại đã 16m). Nếu không có đầu ra xử lý tro, xỉ, thì đến 2021, bãi chôn lấp trên sẽ được lấp đầy và quá tải. 

Dự kiến đến năm 2020, tổng trữ lượng tro bay thải ra của các nhà máy nhiệt đốt than của nước ta lên tới hơn 15 triệu tấn/năm. Như vậy, phải sử dụng một diện tích khá lớn ao hồ, đất canh tác nông nghiệp để làm diện tích chứa lượng phế thải này. Với thành phần hạt có trọng lượng nhẹ, kích thước hạt rất nhỏ (tương đương 1/3 hạt xi măng) nên tro xỉ có thể bay tự do trong không khí, phát tán khắp nơi và là nỗi kinh hoàng của cư dân gần nhà máy nhiệt điện và xung quanh nơi chôn lấp tro bay. 

Trong khi ô nhiễm không khí là cấp thiết thì ô nhiễm nguồn nước lại có vẻ “thầm lặng” hơn, nhưng nỗi nguy hại thì không kém. Chỉ cần có mạch nước ngầm nhỏ cũng có thể đem tro bay đi khắp mọi ngõ ngách trong lòng đất, trong khi thành phần của tro bay có hàng loạt ô xít kim loại nặng như SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, NaO, K2O, MgO, TiO2. Ngoài 8 loại này, có thể còn có các ô xít khác. Các loại than khác nhau sẽ có các hàm lượng của từng ô xít này khác nhau và sẽ có tỷ số axít (acid ratio) khác nhau. Các ô xít kim loại nặng này có thể là một trong những nguyên nhân gây nhiều căn bệnh nan y hiện nay.

Giải pháp nào để biến nguồn tài nguyên thứ sinh thành vật liệu?

Mỗi năm các NMNĐ của Việt Nam tiêu thụ hơn 40 triệu tấn than, thải ra khoảng 15 triệu tấn tro bay và xỉ. Theo hướng tận dụng tối đa một nguồn tài nguyên khoáng sản thứ sinh, đồng thời hạn chế ô nhiễm môi trường thì việc ứng dụng kịp thời công nghệ chế biến tro bay của các nhà máy nhiệt điện chạy than là vô cùng cấp thiết và thực tế. Không những xử lý nguồn tro xỉ phế thải khổng lồ, tiết kiệm diện tích hồ chứa, công nghệ còn tạo ra những sản phẩm mới có giá trị kinh tế cao, thân thiện hơn với môi trường.

Nếu tro bay sản xuất ra đạt tiêu chuẩn quy định thì toàn bộ lượng tro thải ra đều được công nghiệp xi măng đón nhận. Nhưng việc hạ thấp hàm lượng than cháy không hết trong tro là nhiệm vụ rất khó khăn và tốn kém. Một số dự án đã tính đến những phương án tiên tiến hạ tỷ lệ than cháy không hết trong tro, ví dụ như sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện để tách than cháy không hết, nhưng chưa thấy khả thi về mặt kinh tế.

Hiện nay đã có những công nghệ chế biến tro bay thành vật liệu như xi măng, gạch không nung, … nhưng hầu hết rất hạn chế vì suất đầu tư ban đầu lớn nên giá thành của sản phẩm còn cao. Bên cạnh đó, còn có vấn đề khác là việc vận chuyển tro bay nguyên liệu đi đường xa đến nơi chế biến là không khả thi, gây ô nhiễm môi trường, khó đảm bảo triệt để an toàn và tăng chi phí. Các nhà máy sản xuất VLXD này cũng chỉ có công suất nhỏ và phụ thuộc vào công nghệ đốt của các nhà máy nhiệt điện. Ví dụ như tro bay của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2, do chỉ tiêu than cháy không hết (Mất Khi Nung - MKN) là không đạt, tiêu chuẩn ASTM 618 yêu cầu MKN của tro bay phải nhỏ hơn 12%, còn tro bay của Nhiệt điện Phả Lại có MKN đến 23%. Vì vậy, sản lượng tro bay của nhà máy này được sử dụng trên thực tế ở mức thấp. Hay như tỉnh Bình Thuận cũng vừa nỗ lực tạo điều kiện cho một nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng từ tro, xỉ. Nếu nhà máy này sớm hoàn thành cũng mới chỉ xử lý được 56.000 tấn tro bay mỗi năm, hay như tháng 7/2018 đã thử nghiệm vận chuyển 2.500 tấn tro bay của nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 2 và Vĩnh Tân 4 bằng tàu biển tại cảng Tổng hợp Vĩnh Tân, nhưng số lượng này không thấm vào đâu so với lượng tro bay thải ra 1 năm của các nhà máy này. Nếu việc tiêu thụ tro bay bằng đường biển thành công thì cũng là một lối ra cho tro, xỉ than tại cụm nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân. Tuy nhiên đòi hỏi phải có tàu phù hợp để vận chuyển tro bay và phải trung chuyển bằng xe bồn từ nhà máy tới cảng. Mặt khác, chi phí thuê tàu và bến bãi rất cao cũng là nguyên nhân chính gây khó khăn trong việc tiêu thụ tro, xỉ.

Bước đột phá trong việc xử lý tro bay

Công ty TNHH SX Trung Hậu do kỹ sư – chuyên gia chế tạo máy Trần Trung Nghĩa sáng lập, doanh nghiệp đã có hàng chục năm hoạt động trong ngành cơ khí chế tạo máy. Công ty là một trong những đơn vị đứng hàng đầu trong ngành chế tạo máy sản xuất vật liệu thân thiện môi trường tại Việt Nam, đó là máy ép gạch không nung. Hiện nay, máy ép gạch không nung của Công ty đã có mặt tại hơn 30 nhà máy trong cả nước, được khách hàng tin tưởng và ngày càng mở rộng thị trường. Trong quá trình sản xuất, bằng những kinh nghiệm của mình, chuyên gia Trần Trung Nghĩa đã nghiên cứu và chế tạo thành công dây chuyền công nghệ sản xuất cát nhân tạo từ tro bay của các nhà máy nhiệt điện. Đây là sáng chế mang tính đột phá trong việc xử lý tro bay tại các nhà máy nhiệt điện của Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Với hệ thống máy móc, thiết bị được đặt hàng tại các hãng chế tạo máy nổi tiếng thế giới của CHLB Đức, dây chuyền công nghệ này đơn giản nhưng cực kỳ hiệu quả, là giải pháp tốt nhất trong vấn đề xử lý tro bay cho các nhà máy nhiệt điện than hiện nay. Loại cát nhân tạo này đảm bảo tro bay không còn phát tán bụi vào không khí và độ phát tán kim loại nặng an toàn gấp 5 lần chôn lấp tro bay dạng bột, dễ dàng vận chuyển, dễ dàng xử lý, có thể dùng làm cát xây dựng, nền đường giao thông hoặc san lấp hoàn thổ. Không chỉ vậy, yếu tố ưu việt của công nghệ này là dây chuyền có công suất rất lớn, lên đến 120m3/giờ và giá thành của sản phẩm cực kỳ cạnh tranh, rẻ hơn cả cát tự nhiên. 1 nhà máy nhiệt điện có công suất 600 MW, mỗi ngày thải ra khoảng 2,000 tấn tro bay, chỉ cần 1 dây chuyền thiết bị này là có thể xử lý triệt để tro bay trong nhà máy. Còn những điểm nổi bật nữa là có thể tích hợp, kết nối trực tiếp dây chuyền này vào hệ thống thải tro bay của các tổ máy phát điện, biến các hệ thống trong nhiệt điện than ô nhiễm môi trường trước đây thành hệ thống công nghệ xanh, sạch, không còn gây ô nhiễm, không gây hại đến môi trường (không khí và nguồn nước ngầm), không mất công xử lý bụi và bãi chôn lấp, có thể chế biến cát tùy theo kích cỡ, đáp ứng theo mọi yêu cầu. Sản phẩm của Công ty đã được thử nghiệm, kiểm định đạt yêu cầu chất thải rắn thông thường và đạt yêu cầu cốt liệu dùng cho bê tông và vữa. Công ty đã đăng ký quốc tế 8 sáng chế liên quan đến công nghệ này và cũng đã ký hợp đồng hợp tác với hãng luật nổi tiếng thế giới là FIDAL của Pháp để bảo vệ Sáng chế và các quyền lợi của Công ty với mọi đối tác trong nước cũng như trên thế giới. 

Ông Trần Trung Nghĩa (thứ nhất từ trái sang) trong Hội nghị quốc tế về Tro, Xỉ than

Tiềm năng to lớn của công nghệ mới.

Theo PGS.TS Trương Duy Nghĩa, Chủ tịch Hội Khoa học Kỹ thuật Nhiệt Việt Nam, hiện nay, vì giá thành cạnh tranh nhất nên vẫn còn nhiều nước sử dụng khá phổ biến nhiệt điện than, kể cả các nước phát triển. Ví dụ như Hoa Kỳ có sản lượng nhiệt điện than gấp cả trăm lần, Úc gấp 22 lần, Đức gấp 15 lần, Hàn Quốc gấp 12 lần và đặc biệt Trung Quốc gấp 185 lần nhiệt điện than Việt Nam.

Trên thế giới hiện nay có khoảng 6.685 nhà máy nhiệt điện than đang hoạt động, mỗi năm thải ra hàng tỉ tấn tro bay. Một nghiên cứu phân tích về khả năng đem lại lợi nhuận của 6.685 nhà máy điện than trên toàn cầu, nếu phải đóng cửa các nhà máy nhiệt điện than gây ô nhiễm theo cam kết Paris thì có thể xảy ra những nguy cơ tài chính cho các quốc gia như: Trung Quốc sẽ bị thiệt hại tới 389 tỉ USD, con số này đối với EU là 89 tỉ USD, Mỹ 78 tỉ USD và Nga 20 tỉ USD. Vì vậy, nhiệt điện than vẫn sẽ còn tồn tại trong khoảng thời gian dài nữa trước khi có các nguồn điện rẻ và an toàn hơn ra đời.

Mô hình dây chuyền công nghệ sản xuất cát nhân tạo.

Một điều đặc biệt nữa, không chỉ tro bay trong các nhà máy nhiệt điện, công nghệ này còn xử lý được tro bay từ những lò đốt rác quy mô lớn, có trữ lượng tro bay tương tự như trong các nhà máy nhiệt điện. Lâu nay, phương pháp xử lý rác chủ yếu vẫn là chôn lấp - giải pháp không những gây lãng phí tài nguyên đất, “tài nguyên” rác mà còn gây ảnh hưởng xấu tới môi trường nước mặt, nước ngầm, đất và không khí. Hiện nay trên thế giới, công nghệ đốt rác ngày càng được áp dụng rộng rãi do những ưu điểm nổi bật so với các công nghệ khác, như giảm được 90 - 95% thể tích và khối lượng chất thải, tiết kiệm được diện tích so với biện pháp chôn lấp, giảm thiểu ô nhiễm nước, mùi hôi, giảm phát thải khí nhà kính so với biện pháp chôn lấp, như ở Đức có trên 60% rác được đốt, ở Đan Mạch là 100% rác được đốt và thu hồi năng lượng. Vì vậy, xử lý rác bằng công nghệ đốt phát điện là giải pháp tốt nhất, một xu thế cho các nhà máy xử lý rác thải ở Việt Nam. Nhiệt lượng sản sinh từ lò đốt được sử dụng để tạo ra hơi nước, sau đó dùng chạy tua bin sản xuất điện. Vấn đề này cũng đang nằm trong sự quan tâm của Việt Nam bởi khối lượng chất thải sinh hoạt ở các địa phương - nhất là tại TPHCM, đô thị lớn nhất nước thải ra gần 9,000 tấn rác/ngày và tăng từng năm. Điều đó càng nói lên tiềm năng to lớn của sáng chế đặc biệt này.

Chính vì vậy, chỉ mới công bố sáng chế từ tháng 8/2018 đến nay, nhưng đã có nhiều tập đoàn lớn như Boral của Hoa Kỳ, Reliance Industries Limited của Ấn Độ, Nhật Bản và nhiều nước khác đang đàm phán về hình thức hợp tác, phân chia lợi ích với Công ty. Đặc biệt, 1 công ty điện lực lớn của Trung Quốc có nhà máy nhiệt điện than công suất 6,000 MW đã ký hợp đồng và bắt đầu tiến hành lắp đặt 6 dây chuyền công nghệ này, với khối lượng tro bay được xử lý lên đến 12,000 tấn/ngày. Hiện nay, công ty đã mở Văn phòng Đại diện tại Hoa Kỳ, Trung Quốc, Hồng Kông và chuẩn bị mở VPĐD tại Ấn Độ và Singapore. Công ty sẵn sàng hợp tác hoặc chuyển giao công nghệ cho các đơn vị, đối tác có khả năng mở rộng và phát triển công nghệ trên khắp thế giới. Đây là tin mừng cho Công ty TNHH SX Trung Hậu và là niềm tự hào về công nghệ xử lý nguồn tài nguyên khoáng sản thứ sinh của Việt Nam.

Công ty TNHH SX Trung Hậu

Số 168 Nguyễn Duy, Phường 9, Quận 8, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam

Điện thoại: (+8428) 3856 7540. Fax: (+8428) 3859 5395

Website: www.trunghau.com  Email: nghia@trunghau.com

Ngọc Phụng
Tin xem nhiều
* Ý kiến bạn đọc
* Tin đáng chú ý
* Các tin liên quan