Xử lý khói mùi lò nung gốm sứ

THÔNG TIN CHI TIẾT

I. Thông tin sản phẩm:

Ngành công nghiệp gốm sứ là một tổ hợp gồm rất nhiều nhà sản xuất khác, trong đó chúng ta có thể chia ra thành hai nhóm chính:

+ Công nghiệp gốm sứ tinh:

- Các nhà sản xuất sứ

- Các nhà sản xuất sứ vê sinh

- Các nhà sảnh xuất gạch ốp lát và ống

- Các nhà sản xuất sứ kỹ thuật.

+ Công nghiêp đất sét nung:

- Các nhà sản xuất vật liệu chịu lửa

- Các nhà sản xuất gạch đỏ

- Các nhà sản xuất ngói lợp

   Có nhiều khác biệt quan trọng trong những quy trình sản xuất của các lĩnh vực kể trên, nhưng các bước sản xuất chính thì tương tự nhau, và cũng có những vấn đề về khí thải trong mỗi khâu xử lý, có thể kể đến dưới đây:

1. Khâu chuẩn bị:

- Một trong những bước đầu tiên của quy trình sản xuất là khâu chuẩn bị nguyên liệu. Trong công nghiệp gốm sứ nhẹ, người ta thường sử dụng tháp sấy phun. Mặc dầu được sấy khô, những hạt rơi xuống và được dồn lại ở đáy ống nhưng vẫn còn một số hạt rất nhỏ bay lơ lửng trong không khí. Lớp bụi thải này cần được làm sạch, không chỉ theo quy định về bảo vệ môi trường mà còn giúp giảm lượng nguyên liệu lãng phí. Trong ngành công nghiệp đất sét nung, thông thường các nhà máy sử dụng máy nghiền con lăn trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu nên việc phát thải bụi bẩn là điều không tránh khỏi.

2. Khâu sấy khô:

- Trong suốt quá trình sấy khô thường sử dụng máy sấy khô khép kín, chỉ có hơi nước không ô nhiễm thoát ra.

3. Khâu tráng men:

- Trong quá trình sản xuất gốm sứ nhẹ đặc biệt là ngói, những phần mộc thường được tráng men. Trong quá trình phun men, lượng men phun quá gây bụi bẩn cần được xử lý.

4. Khâu nung:

- Trong công nghiệp gốm sứ, quy trình nung gây khí thải nhiều nhất do đó cần phải kiểm tra quy trình nung cụ thể hơn. Bất kể sử dụng các loại lò nung nào lò tuynel, lò vòng, lò trùm, lò con thoi… nguồn gốc của những loại phát thải chính là từ nguyên vật liệu và nhiên liệu.

5. Nhiên liệu:

- Trong ngành gốm sứ, than thường được sử dụng là nhiên liệu chính, nhưng để tránh những bụi thải, người ta thay thế than bằng nhiên liệu dầu và khí gas tự nhiên.

- Tuỳ thuộc vào nhiệt độ nung, sẽ có hai loại khí thải ra là CO và NOx. Hầu hết các NOx thải ra là NO, một phần của NO₂, chiếm gần 10%. Trong công nghiệp đất sét nung nặng, do nhiệt độ nung thấp nên không có vấn đề gì vi phạm các giới hạn của châu Âu.

- Khi sử dụng nhiên liệu sẽ tạo ra khí thải sulphur. Thông thường trong dầu có chứa khỏang gần 1% sulphur . Nếu sử dụng dầu loại nặng trong lò nung, để tránh vi phạm những giới hạn về khí thải hiện hành, chúng ta cần lưu ý đến các khí thải kền và những bụi bẩn khác.

6. Nguyên vật liệu và các phụ gia:

- Các loại nguyên vật liệu đóng vai trò quan trọng hơn nhiên liệu. Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất gạch đất sét nung những nguyên liệu này là nguồn ô nhiễm không khí chủ yếu. Trong một số trường hợp các chất phụ gia lên tới 40% thể tích được sử dụng để làm giảm bớt độ đặc của nguyên liệu và giúp hạ thấp sự truyền nhiệt. 

- Sử dụng những phụ gia như vỏ bào, nhựa polixetiren hay cặn giấy có thể giúp nhà sản xuất sinh lời đồng thời giảm mức tiêu thụ năng lượng của lò nung. Nhưng điều này cũng tạo ra những khí thải hợp chất hữu cơ, và khi sử dụng cặn giấy thì sẽ thải ra các chất clorua. Trong suốt hành trình trong lò nung, rất nhiều chất gây ô nhiễm được thải ra ở những nhiệt độ khác nhau và thoát ra ngoài với khí thải.

7. Xưởng mài:

- Một loại gạch mới có sự dao động độ cao cho phép ít hơn 0,5mm rất phổ biến ở Trung Âu. Loại gạch này cho phép sử dụng loại keo dán thay cho vữa, điều này giảm thời gian xây dựng và sự truyền nhiệt của toà nhà. Việc sản xuất loại gạch này không theo quy trình thông thường nên phải mài gạch kích cỡ to hơn thành hình dạng như ý.  Những xưởng mài này  thải ra  rất nhiều bụi bẩn và cần được xây dựng một trạm xử lý bụi

II. Các giải pháp khả thi

1. Bụi bẩn:

- Trừ các loại khói thải trong lò nung, trong ngành công nghiệp gốm sứ các bụi bẩn đều là những chất gây ô nhiễm chính. Để tách bụi từ không khí, hiện nay chúng ta có rất nhiều công nghệ khác nhau: Các hệ thống khô và ướt, cả hai hệ thống này đều có thể đạt được những mức thu khí thải theo yêu cầu. Các máy lọc hơi ướt có lợi thế là chi phí đầu tư thấp và hầu như không cần bảo dưỡng.

- Thiết bị lọc khô: Giải pháp hiệu quả vì nó không tạo nước thải, hều hết các yếu tố lọc đều được làm sạch với khí nén rung giũ. Sự khá nhau cơ bản giữa những loại máy lọc là cấu trúc bộ lọc và vật liệu lọc được sử dụng. 

2. Các hợp chất florua HF.

- Bên cạnh một số giải pháp khả thi nhằm giảm lượng khí thải HF, như kết hợp vôi với nguyên vật liệu hoặc kiểm tra chặt chẽ quá trình nung trong lò, giải pháp duy nhất để giảm phát thải là xây dựng một trạm xử lý. Việc lọc khí thải được dựa trên khả năng phản ứng mạnh của florua hydro axit fluorhydric  HF với vôi CaCO₃ hoặc vôi tôi CaOH₂. Các phản ứng như sau:

2HF + CaCO₃ → CaF₂ + CO₂ + H₂O

2HF + CaOH₂ → CaF₂  +  H₂O

Chất thải là CaF₂ canxi florua không độc hại và có thể được tái sử dụng mà không gây ra vấn đề gì.

3. Lọc khí thải

- Công nghệ này kết hợp với vôi được ép vào khuôn các khối lỗ rỗ tổ ong. Những khối này, với những cụm được sắp xếp bên trong vỏ, tăng tối đa bề mặt hoạt động và giúp khả năng lọc hữu hiệu. Sau cùng, vôi được biến đổi thành hợp chất có chứa fluo, các khối cần được thay đổi, do đó điểm bất lợi đáng kể là thời gian sử dụng ngắn. Điều này dẫn đến thời gian chết của lò xảy ra thường xuyên, trong khi các trạm xử lý rác cần phải nghiền rác đến kích cỡ có thể xử lý được. Do đó hệ thống này chỉ được sử dụng khi lượng khí lên tới 10.000m³/h và lượng HF ít hơn 15mg/m³.

4. Lọc lớp vôi khô.

- Trong toàn ngành công nghiệp gốm sứ, công nghệ này thông dụng nhất. người ta sử dụng đá vôi vỡ, đổ đầy silô đặt trên đỉnh thiết bị lọc. Đá vôi sẽ liên tục chảy xuống bộ lọc trong suốt thời gian hoạt động của lò nung. Trong vùng phản ứng, các khí thải gây ô nhiễm sẽ gặp đá vôi và phản ứng tạo thành hợp chất có chứa fluo và một số trường hợp là HF. Cũng có thể loại bỏ một lượng nhỏ các chất SO₂, SO₃ và clorua.

- Do đá vôi sẽ chỉ phản ứng tại bề mặt nên cũng có thể tái sử dụng phần lõi còn lại. Trong vùng phản ứng,lớp lót vôi sẽ tiếp xúc với khí thải và ngay cả khi khí thải này có chứa bụi bẩn thì lpứp lót sẽ bị đóng khối. Để tránh gặp phải vấn đề này, cần tăng luồng nước qua bộ lọc và tạo nhiều rác thải hơn, hoặc sử dụng thiết bị chuyên biệt cho lớp lót này. Một công ty đã đưa ra thiết kế kiểu thác nước được phát triển cho chu trình xử lý bụi thải. Nó tập hợp bụi trong phần đầu của lớp lót và phân bụi bẩn thành từng phần riêng biệt.

5. Các trường hợp chất vô cơ, SO_x và HCl

- Để giảm độ dày đặc của những hợp chất trên, cần sử dụng thiết bị lọc vải khô và thêm CaOH₂. Phản ứng hoá học sẽ là:

2HCl +CaOH₂ → CaCl₂ + 2H₂O

SO_x + CaOH₂ → CaCO_y + H₂O

- Tuỳ thuộc vào mật độ và luồng khí, chi phí vận hành thậm chí còn đóng vai trò quan trọng hơn. Để giảm bớt chi phí, cần giảm mức sử dụng vôi. Trrên thực tế, phản ứng hoá học lý tưởng là không thể, do đó, tất cả các công nghệ đang sử dụng đều bao gồm vòng tuần hoàn khép kín của vôi được phản ứng một phần.

III. Hệ thống lọc tĩnh điện + Lọc ion hóa khí thải (Đạt hiệu suất lên tới 98%)