Sử dụng tro bay nhiệt điện thay thế đất sét sản xuất clanhke xi măng

TMO - Việc tái sử dụng tro bay nhiệt điện làm nguyên liệu để sản xuất vật liệu xây dựng đã trở thành vấn đề cấp bách, là nhiệm vụ của ngành xây dựng, cụ thể là lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng.

Thời gian qua, các nhà khoa học thuộc Viện Vật liệu xây dựng - Bộ Xây dựng phối hợp cùng các chuyên gia đầu ngành đã hoàn thiện quy trình công nghệ sử dụng tro bay thay thế đất sét trong sản xuất clanhke (thành phần liên kết trong sản xuất xi măng) xi măng từ 50% trở lên, sản phẩm clanhke thu được đạt hoạt tính cường độ trên 50 Mpa. Đồng thời, tiết kiệm chi phí nhiên liệu nung khoảng 4,3%.

Tro bay là một phế thải được tạo ra từ các nhà máy nhiệt điện sử dụng than làm nhiên liệu. Tro bay nhiệt điện cùng với các chất thải công nghiệp khác đang tạo sức ép lên môi trường ngày càng lớn, nên vấn đề tái sử dụng chất thải này được Nhà nước và toàn xã hội quan tâm.

Đến nay, ở Việt Nam đã có nhiều đề tài nghiên cứu tái sử dụng tro bay với các mục đích khác nhau, cụ thể: làm phụ gia cho xi măng, phụ gia cho bê tông, vật liệu phủ các bãi thải, vật liệu san lấp, gia cố nền công trình xây dựng… tuy nhiên, việc tái sử dụng tro bay vẫn chưa đáp ứng mục tiêu môi trường đề ra. Một trong những khó khăn chính trong tái sử dụng tro bay là trong tro bay chứa một lượng than chưa cháy khá lớn, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tái chế.

Tro xỉ từ các nhà máy nhiệt điện lại được xử lý tại các công ty sản xuất xi măng

Ở các nhà máy nhiệt điện sử dụng công nghệ đốt than tầng sôi tuần hoàn than được đốt ở nhiệt độ 800-900 độ C và tuần hoàn trong lò đốt, hạt than được đốt cháy, một phần tro than vỡ ra có tính mịn và nhẹ bay lên cùng khí nóng gọi là tro bay (trong tro bay có lẫn cả than mịn chưa cháy hết), phần tro than dạng hạt to (cỡ hạt cát) rơi xuống đáy được làm lạnh nhanh gọi là xỉ.

Đối với các nhà máy nhiệt điện sử dụng công nghệ đốt than phun, than được nghiền mịn trên máy nghiền sấy liên hợp đến cỡ hạt ≤0,09 mm và đốt ở nhiệt độ khoảng 1.400-1.600 độ C nên tro than bị nóng chảy, tạo thành các viên hình cầu rỗng (đây cũng chính là 1 loại tro bay).

Thực hiện dự án “Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sử dụng tro bay thay thế đất sét trong sản xuất clanhke xi măng”. nhóm nghiên cứu đã tiến hành phân tích các thành phần hóa học của hai mẫu tro bay thu được từ hai công nghệ đốt: PC (Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng) và CFBC (Nhà máy Nhiệt điện Cẩm Phả). 

Kết quả sản xuất thử nghiệm đã đem lại những hiệu quả tích cực, có thể sử dụng tro bay để thay thế đất sét lên tới trên 50% khối lượng mà không làm ảnh hưởng tới sự ổn định của quá trình sản xuất công nghiệp năng suất của lò nung vẫn được duy trì ổn định khi sử dụng bột liệu có chứa tro bay, nhiệt tiêu hao riêng tính cho 1 kg clanhke giảm, do tận dụng được một lượng nhiệt từ than chưa cháy trong tro bay. Kết quả về thành phần hóa cho thấy, khoáng và các moduls công nghệ của clanhke.

Tổng công suất thiết kế các dây chuyền sản xuất clanhke của Việt Nam năm 2020 là khoảng 80 triệu tấn clanhke/năm. Nếu tất cả các nhà máy xi măng thay thế 50% đất sét bằng tro bay thì mỗi năm có thể tiêu thụ gần 9 triệu tấn tro bay, do đó tiết kiệm được khoảng 9 triệu tấn đất sét. Sử dụng tro bay thay thế đất sét còn giúp tiết kiệm chi phí nhiên liệu để nung clanhke từ 3-4% (nhờ tận dụng lượng than còn lại trong tro); đồng thời góp phần giảm áp lực lên môi trường, tiết kiệm nguồn tài nhiên đất sét tự nhiên.

Nguyễn Ngọc Diệp