Đang tải... (xem toàn văn)
KỸ THUẬT SẴN CÓ TỐT NHẤT TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT THỦY TINH BAT đề cập đến những công nghệ sản xuất hiện có tốt nhất trong việc bảo vệ môi trường nói chung, có khả năng triển khai trong các điều kiện thực tiễn về kinh tế, kỹ thuật, có quan tâm đến chi phí trong quá trình nghiên cứu, phát triển và triển khai bao gồm: thiết kế, xây dựng, bảo dưỡng, vận hành và loại bỏ công nghệ.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN NGÀNH QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG MÔN NGĂN NGỪA Ô NHIỄM CÔNG NGHIỆP TIỂU LUẬN MÔN HỌC ĐỀ TÀI KỸ THUẬT SẴN CĨ TỐT NHẤT TRONG NGÀNH CƠNG NGHIỆP SẢN XUẤT THỦY TINH Cán giảng dạy : PGS TS LÊ THANH HẢI Nhóm thực : TẠ THANH LAN – MHV: 1280100053 ĐÀO THỊ NGỌC MAI – MHV: 201210020 ĐẶNG MỸ THANH – MHV: 1280100073 Lớp : QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG Khố : 2012 TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2013 MỤC LỤC PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ BAT – CẤU TRÚC BAT TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỦY TINH 1.1 Tổng quan BAT .7 1.2 Cấu trúc BAT ngành công nghiệp thủy tinh PHẦN II: THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Lịch sử hình thành .9 2.1.2 Phân loại thủy tinh .11 2.1.2.1 Phân loại thủy tinh theo công dụng .11 2.1.2.2 Phân loại thủy tinh theo thành phần hóa học 11 2.1.3 Ứng dụng thủy tinh .13 2.2 Nguyên liệu sản xuất thủy tinh 14 PHẦN III: QUI TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC VẤN ĐỀ MƠI TRƯỜNG CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỦY TINH 17 3.1 3.2 Qui trình sản xuất thủy tinh 17 Các vấn đề môi trường ngành công nghiệp thủy tinh 20 PHẦN IV: KỸ THUẬT ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỦY TINH 21 4.1 Các lị nung nóng chảy thường sử dụng sản xuất thủy tinh 21 4.2 Qui trình kỹ thuật sử dụng lĩnh vực sản xuất thủy tinh .24 PHẦN V: BAT TRONG NGĂN NGỪA Ô NHIỄM NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT THỦY TINH 29 5.1 Lựa chọn kỹ thuật nung nóng chảy .29 5.2 Kỹ thuật kiểm soát phát thải NOX 30 5.2.1 Thay đổi trình đốt cháy 31 5.2.1.1 Giảm tỉ lệ khơng khí/nhiên liệu 31 5.2.1.2 Giảm nhiệt độ trình cháy 31 5.2.1.3 Phân theo giai đoạn trình cháy 32 5.2.1.4 Tuần hồn khí thải 33 5.2.1.5 Hệ thống đốt phát thải NOx 32 5.2.1.6 Chọn lựa nhiên liệu đốt 32 5.2.2 Công thức lượng cần dùng 33 5.2.3 Thiết kế lò đặc biệt .33 5.2.4 Qui trình FENIX 34 5.2.5 Giảm hóa chất nhiên liệu 35 5.3 Quản lý lượng .35 5.3.1 Kỹ thuật nung nóng chảy thiết kế lị nung 35 5.3.2 Sử dụng thủy tinh vụn 36 5.4 Các kết luận BAT ngành công nghiệp sản xuất thủy tinh 36 PHẦN VI: CASE STUDY – CÔNG TY CƠ PHẦN BĨNG ĐÈN PHÍCH NƯỚC RẠNG ĐƠNG 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT QLMT quản lý môi trường PTBV phát triển bền vững BVMT bảo vệ môi trường TN – TN tài nguyên thiên nhiên CN công nghiệp XH xã hội DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 – Hình ảnh thổi thủy tinh kỷ .9 Hình 2.2 – Sản xuất thủy tinh Crown .10 Hình 3.1 – Quy trình sản xuất thủy tinh 18 Hình 3.2 – Quy trình sản xuất từ thủy tinh dẻo đến sản phẩm dân dụng 19 Hình 3.3 – Tóm tắt qui trình sản xuất thủy tinh .19 Hình 4.1 – Lị tái sinh 21 Hình 4.2 – Mặt cắt lị tái sinh .22 Hình 4.3 – Lị thu hồi nhiệt truyền thống 23 Hình 4.4 – Quy trình định dạng thủy tinh khn thổi 25 Hình 4.5 – Quá trình thổi cán thủy tinh .26 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 – Nguyên liệu sản xuất thủy tinh .14 Bảng 2.2 – Hóa chất nhuộm màu thủy tinh 15 Bảng 3.1 – Các vấn đề môi trường phát sinh ngành CN thủy tinh 20 PHẦN I TỔNG QUAN VỀ BAT – CẤU TRÚC BAT TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỦY TINH TỔNG QUAN VỀ BAT 1.3 Best Available Techniques (BAT) – Kỹ thuật sẵn có tốt nhất: - Kỹ thuật áp dụng hiệu tiên tiến trình phát triển hoạt động phương pháp vận hành khả thi - BAT áp dụng kỹ thuật cụ thể nhằm cung cấp sở cho giá trị phát thải cho phép nhằm phục vụ cho mục đích ngăn ngừa nhiễm, hạn chế phát thải tác động đến môi trường nơi không áp dụng (Nguồn: IPPC, 2000) BAT đề cập đến cơng nghệ sản xuất có tốt việc bảo vệ mơi trường nói chung, có khả triển khai điều kiện thực tiễn kinh tế, kỹ thuật, có quan tâm đến chi phí q trình nghiên cứu, phát triển triển khai bao gồm: thiết kế, xây dựng, bảo dưỡng, vận hành loại bỏ cơng nghệ BAT cịn giúp đánh giá tiềm áp dụng sản xuất (Nguồn: UNIDO, 1992) Thứ bậc ưu tiên nội dung thực BAT: Sử dụng công nghệ phát sinh chất thải; Sử dụng hợp chất nguy hại hơn; Tái sinh tái sử dụng chất phát sinh cho quy trình hay cho nơi phù hợp; Những quy trình, phương tiện, phương pháp phát triển áp dụng thành cơng cho quy trình cơng nghiệp có; Cải tiến thay đổi công nghệ; Bản chất, tác động lượng chất thải phát sinh cần quan tâm; Thời hạn thử nghiệm vận hành hoạt động hữu; Thời hạn cần để giới thiệu kỹ thuật sẵn có tốt nhất; Mức tiêu thụ tài nguyên nguyên liệu (kể nước) sử dụng cho quy trình sản xuất hiệu suất lượng chúng; 10 Nhu cầu cần ngăn ngừa hay giảm thiểu tác động toàn diện phát thải môi trường rủi ro chúng; 11 Nhu cầu ngăn ngừa tai nạn hậu cho môi trường; 12 Sự thông qua (Nguồn: UNIDO, 1992) 1.4 CẤU TRÚC BAT TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỦY TINH Hoạt động sản xuất mô tả Hướng dẫn gọi công nghiệp thủy tinh, bao gồm tám lĩnh vực sản xuất thủy tinh, là: vật chứa đựng thuỷ tinh, thuỷ tinh phẳng, kết cấu thủy tinh dạng sợi liên tục; thuỷ tinh gia dụng, thủy tinh đặc biệt (bao gồm thủy tinh nước); sợi vô (với hai phân ngành: sợi thuỷ tinh sợi đá); gốm sợi; nguyên liệu thuỷ tinh Tài liệu bao gồm bảy chương số phụ lục có chứa thơng tin bổ sung Bảy chương bốn phụ lục là: Thông tin chung ngành thủy tinh Quy trình kỹ thuật ứng dụng Mức phát thải tiêu thụ Kỹ thuật cần xem xét việc xác định BAT Kết luận BAT Kỹ thuật Kết luận kiến nghị Phụ lục Ví dụ liệu khí thải Phụ lục Ví dụ cân lưu huỳnh 10 Phụ lục Giám sát 11 Phụ lục Quy chế nước thành viên PHẦN II THÔNG TIN CHUNG VỀ NGÀNH THỦY TINH GIỚI THIỆU CHUNG 2.3 2.3.1 Lịch sử hình thành Các giai đoạn lịch sử trình hình thành phát triển ngành thủy tinh: - Các loại thủy tinh có nguồn gốc tự nhiên, gọi loại đá vỏ chai, sử dụng từ thời kỳ đồ đá để làm dao cực sắc Chúng tạo tự nhiên từ nham thạch (magma) núi lửa Hình 2.1 – Hình ảnh thổi thủy tinh kỷ - Việc sản xuất thủy tinh lần lưu chứng tích Ai Cập khoảng năm 2000 trước cơng ngun, thủy tinh sử dụng men màu cho nghề gốm mặt hàng khác - Trong kỷ trước công nguyên, kỹ thuật thổi thủy tinh phát triển Trong thời kỳ đế chế La Mã nhiều loại hình thủy tinh tạo ra, chủ yếu loại bình chai lọ Thủy tinh có màu xanh tạp chất sắt có cát sử dụng để sản xuất Thủy tinh ngày nói chung có màu ánh xanh cây, sinh tạp chất - Từ kỷ kỷ 8, đồ vật làm từ thủy tinh tìm thấy đảo Torcello gần Venice - Khoảng năm 1000 sau Công nguyên, đột phá quan trọng kỹ thuật sản xuất thủy tinh tạo Bắc Âu, thủy tinh sô đa thay thủy tinh làm từ nguyên liệu có sẵn bồ tạt thu từ tro gỗ Từ thời điểm trở đi, thủy tinh khu vực phía bắc châu Âu có sai khác rõ nét với thủy tinh khu vực Địa Trung Hải, khu vực mà sô đa sử dụng chủ yếu - Thế kỷ 11, Đức, phương pháp chế tạo thủy tinh đời cách sử dụng cầu để thổi, sau chuyển sang thành hình trụ tạo hình, cắt chúng cịn nóng sau dát phẳng thành Kỹ thuật hoàn thiện vào kỷ 13 Vênidơ - Đến kỷ 12, thủy tinh đốm (thủy tinh với vết màu, thông thường màu kim loại) không sử dụng rộng rãi - Đến kỷ 14, trung tâm sản xuất thủy tinh Vênidơ, người ta phát triển nhiều công nghệ để sản xuất thủy tinh trở thành trung tâm xuất lớn đồ đựng thức ăn, gương nhiều đồ xa xỉ khác thủy tinh Sau đó, số thợ thủy tinh Vênidơ chuyển sang khu vực khác Bắc Âu việc sản xuất thủy tinh trở nên phổ biến - Sau kỷ 14, công nghệ thủy tinh Crom bắt đầu phát triển năm 1800 Trong công nghệ này, ống thổi thủy tinh xoay trịn, khoảng kg thủy tinh lỏng phần cuối ống thổi xoay trịn làm phẳng thành đĩa, đường kính khoảng 1,5 m Đĩa sau cắt thành chữ nhật Hình 2.2 – Sản xuất thủy tinh Crown - Khoảng năm 1688, công nghệ đúc thủy tinh phát triển, dẫn tới việc sử dụng thủy tinh vật liệu thông dụng - Năm 1827, phát minh máy ép thủy tinh cho phép sản xuất hàng loạt đồ vật từ thủy tinh rẻ tiền - Những năm đầu thập niên 1900, phương pháp ống xy lanh sản xuất thủy tinh phát minh William J Blenko - Thủy tinh nghệ thuật tạo cách dùng axít chất ăn mịn khác khắc hình ảnh bề mặt thủy tinh sau thổi hay đúc Trong năm 1920, phương pháp để khắc axít theo khn phát kiến, theo tác phẩm nghệ thuật khắc trực tiếp khn, lượt đúc tạo hình ảnh bề mặt thủy tinh Điều làm giảm chi phí sản xuất kết 10 tự động, làm tay bán tự động, sau sản xuất mặt hàng chỉnh sửa (ví dụ pha lê thường cắt đánh bóng) Thủy tinh đặc biệt lĩnh vực đa dạng, bao gồm loạt sản phẩm khác đáng kể thành phần, phương pháp sản xuất sử dụng Các kỹ thuật phổ biến lò thu hồi nhiệt, lò oxy, lò tái sinh lò điện Các sản phẩm đa dạng có nhiều kỹ thuật hình thành sử dụng ngành Quan trọng là: nhấn thổi; cán; ép, ống phun, quy trình kéo, hòa tan (thủy tinh nước) Sợi thủy tinh thường sử dụng lò điện, lò thu hồi nhiệt, lị nóng chảy oxy Thủy tinh nóng chảy chảy dọc buồng đốt trước thơng qua ống lót lỗ vào quay ly tâm trục quay Quá trình kéo sợi ly tâm với làm mỏng lửa nóng Dung dịch phenol phun lên sợi Các sợi phủ dung dịch hút vào băng chuyền chuyển động sau qua lị khơ chỉnh sửa sản phẩm Sợi len khoáng thường sản xuất với than cốc đốt luồng lò đúc Việc thu thập vật liệu nóng chảy lò chảy máng ngắn vào máy quay Khơng khí sử dụng để làm mỏng sợi đưa chúng vào vành đai 26 Dung dịch phenol phun lên sợi loạt vịi phun Phần cịn lại q trình sợi thuỷ tinh Sợi gốm sản xuất lị nung điện Việc nóng chảy đốt nóng hệ thống bánh xe tốc độ cao vịi phun khơng khí áp lực cao, sợi đưa vào hệ thống Sản phẩm đóng kiện thời điểm chế biến thành chăn để đóng kiện sản phẩm kim nỉ 27 PHẦN V BAT TRONG NGĂN NGỪA Ô NHIỄM NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT THỦY TINH BAT bao gồm hệ thống quản lý môi trường, kỹ thuật q trình tích hợp biện pháp cuối đường ống Ngăn ngừa quản lý chất thải, bao gồm giảm thiểu rác thải quy trình tái chế chất thải xem xét Hơn nữa, kỹ thuật để giảm tiêu hao nguyên liệu, nước lượng xét đến BAT ngành sx thủy tinh có tám phần chính, bao gồm: Lựa chọn kỹ thuật nung chảy Quản lý lưu trữ nguyên vật liệu Kỹ thuật để kiểm sốt phát thải vào khơng khí từ hoạt động nung chảy Kỹ thuật để kiểm soát phát thải vào khơng khí từ hoạt động khơng nung chảy Kỹ thuật để kiểm soát phát thải nước thải Kỹ thuật để giảm thiểu chất thải khác Năng lượng Hệ thống quản lý môi trường Tài liệu trình bày ngắn gọn kỹ thuật kiểm sốt chất thải từ hoạt động nóng chảy từ số hoạt động hạ nguồn Nó tập trung chủ yếu vào lượng khí thải khơng khí phần quan trọng thường thấy công nghiệp thuỷ tinh 5.3 LỰA CHỌN KỸ THUẬT NUNG NÓNG CHẢY Kỹ thuật mô tả kỹ phần trước kỹ thuật nung chảy phổ biến số lĩnh vực ngành công nghiệp sản xuất thủy tinh Nung chảy điện có ảnh hưởng quan trọng, gây nhiễm khí thải thảo luận phần biện pháp xử lý chất thải sơ cấp Sự thay hồn tồn nhiên liệu hóa thạch lị giúp loại bỏ hình thành sản phẩm cháy (nhưng nguồn phát điện phải hạch toán), cụ thể là, oxit lưu huỳnh (khi dầu nhiên liệu sử dụng), nhiệt NO x, carbon dioxide (CO2 ) phát thải lại phát sinh từ hạt mang sang phân hủy mẻ vật liệu, đặc biệt khí CO từ 28 cacbonat, NOx từ nitrat SOx từ sunphát Trong hầu hết trường hợp nung chảy điện áp dụng, sulphate sử dụng thành phần mẻ vật liệu thấp, việc sử dụng dầu tinh luyện khác tác nhân oxy hóa phổ biến (ví dụ nitrat) Nó làm giảm mức thải halogen, ví dụ florua hiđrơ (HF), kim loại mà chất có mặt ngun liệu thơ Tuy nhiên, lượng khí thải đáng kể từ công thức với thêm florua Lượng khí thải tất thành phần chất dễ bay hàng loạt thấp đáng kể so với lị thơng thường lưu lượng khí giảm hấp thụ, ngưng tụ phản ứng phát thải khí thường bao phủ tồn bề mặt q trình nung chảy Những lợi ích khó khăn kỹ thuật: Lợi ích: − Lượng khí thải trực tiếp thấp; Khó khăn: − Tăng khả tốc độ nung chảy − m2 diện tích lị; − − Cải thiện trực tiếp hiệu lượng; Trong số trường hợp giảm chi phí ngun liệu thơ; − − Trong số trường hợp nung chảy điện cho chất lượng thủy tinh tốt đồng hơn; − − Giảm chi phí đầu tư khơng gian lị u cầu; − − 5.4 Chi phí hoạt động cao; Giảm thời gian hoạt động; Hiện khơng có kỹ thuật hiệu kinh tế cho quy mô sản xuất thủy tinh lớn; Ít linh hoạt khơng thích nghi với thay đổi lớn cho thủy tinh chất lượng cao; Liên quan đến tác động môi trường nguồn phát điện Có khả vận hành đơn giản KỸ THUẬT KIỂM SOÁT SỰ PHÁT THẢI NOX Các oxit nitơ (NOx) bao gồm nitric oxit (NO) nitơ dioxit (NO 2) thể tương đương với NO2 Nitơ oxit (N2O) chất gây ô nhiễm thông thường ngành công nghiệp thủy tinh, không bao gồm thuật ngữ NO x Ba nguồn phát thải NOx từ hoạt động làm nóng chảy thủy tinh nguyên liệu, nhiên liệu nhiệt NO x Một nguồn thứ tư, NOx tức thời (từ phản ứng nitơ tuyến đường phức tạp với gốc hydrocacbon ngắn) khơng đáng kể Khi nitrat có mặt mẻ vật liệu, NO x phát thải vật liệu bị nung chảy Nói chung, phần lớn thành phần nitơ phát thải dạng NO x khơng tích hợp vào kính Ví dụ, natri nitrat (NaNO 3) nấu chảy, thành phần natri đưa vào kính Na 2O phần lại hợp chất phát hành dạng khí (NOx, O2 N2) 29 Trong lò nung điện, NOx phát sinh từ hàng loạt phân hủy chất liệu Trong lò đúc sợi len khống tổng lượng phát thải NOX nói chung thấp Lượng khí thải phát sinh hệ thống đốt sau đặt thêm vào Mục đích hệ thống oxy hố khí carbon monoxide hydrogen sulphide Trong lị đốt nhiên liệu hóa thạch, tất yếu tố khác nhau, lượng phát thải NOx nhiệt giảm tiêu thụ nhiên liệu giảm Vì vậy, kỹ thuật nâng cao hiệu lượng nói chung dẫn đến giảm lượng khí thải NO x thể số kg NOx /tấn thuỷ tinh nóng chảy 5.4.1 Thay đổi q trình đốt cháy 5.4.1.1 Giảm tỉ lệ khơng khí/nhiên liệu Sự rị rỉ khơng khí dẫn vào lị, đặc biệt xung quanh vịi đốt thơng qua trung chuyển mẻ nguyên liệu dẫn đến tăng nồng độ NO x Các cụm vòi đốt tương đối dễ để niêm phong biện pháp thực để ngăn chặn xâm nhập khơng khí khu vực cung cấp mẻ ngun liệu Những biện pháp tương đối rẻ hiệu Giảm NOx rõ ràng phụ thuộc vào mức độ bắt đầu lên đến 10% Nói chung, lị nung hoạt động với lượng dư khơng khí từ – 10% (ví dụ – 2% oxy dư thừa) để đảm bảo đốt cháy hoàn toàn Bằng cách giảm tỉ lệ khí đốt/nhiên liệu đến mức gần cân hóa học, đạt mức giảm NO x đáng kể kỹ thuật giúp tiết kiệm lượng đáng kể Để thực kỹ thuật có hiệu quả, cần thiết để giám sát NO, mức CO O2 khí thải Khi đốt sử dụng nhiên liệu dầu, mức độ khơng khí lị giảm cách sử dụng khí đốt tự nhiên, áp lực cao nước thay cho khơng khí mù hóa dầu Điều làm giảm nồng độ oxy làm giảm nhiệt độ lửa cao điểm Kết với kỹ thuật pha trộn, với lợi ích nhìn thấy vài ứng dụng Loại thay đổi phải thực cách cẩn thận bước để tránh cố để đạt kết tốt 5.4.1.2 Giảm nhiệt độ q trình cháy Nhiệt độ lửa giảm cách giảm nhiệt độ khơng khí nóng trước đốt Ví dụ, nhiệt độ khơng khí đốt lị thu hồi nhiệt thấp so với lò tái sinh đáng kể, dẫn đến nhiệt độ lửa thấp nồng độ NOx thấp Tuy nhiên, kết giảm nhiệt độ làm nóng trước giảm hiệu lị nung, giảm hiệu suất nhiên liệu nhu cầu nhiên liệu cao lượng khí thải có khả cao 30 (kg/tấn thuỷ tinh) NOx, CO2, oxit lưu huỳnh, hạt, … Như tổng thể, kỹ thuật dường không lợi ích môi trường kinh tế 5.4.1.3 Phân theo giai đoạn q trình cháy Nếu nhiên liệu khơng khí/oxy bơm vị trí khu vực đốt, lửa tạo Phần lớn khí NO x sản xuất khu vực nóng Vì vậy, việc giảm tỷ lệ hai khơng khí nhiên liệu bơm vào lị đốt, nhiệt độ tối đa hình thành NOx giảm Nhiên liệu cịn lại, khơng khí oxy thêm vào sau vùng đốt cháy Việc áp dụng nguyên tắc sở tổ chức trình cháy, hai trường hợp dàn cấp khơng khí dàn cấp nhiên liệu Nhiên liệu phân giai đoạn dựa nguyên tắc sau đây: khí đốt mức thấp lửa xung lực (khoảng 10% tổng lượng) phát triển cửa ống dẫn Ngọn lửa thứ cấp bao gồm gốc lửa chính, làm giảm hàm lượng oxy lửa nhiệt độ cốt lõi Do đó, giảm hình thành NO x Kỹ thuật áp dụng rộng rãi ngành công nghiệp thủy tinh thường sử dụng lị thơng thường 5.4.1.4 Tuần hồn khí thải Khí thải từ lị đưa ngược vào lửa để làm giảm lượng oxy tác động đến nhiệt độ hiệu hình thành NO x Một ứng dụng sáng tạo dựa tuần hoàn bên ống khói – khí (gọi “đốt khơng cháy” “q trình oxy hóa khơng cháy”), hoạt động từ năm 2007 lò thu hồi nhiệt sản xuất thủy tinh đặc biệt nhà máy Osram, Augsburg, Đức 5.4.1.5 Hệ thống đốt phát thải NOx Đây thuật ngữ sử dụng để bao gồm loạt hệ thống đốt độc quyền công ty sản xuất thủy tinh, thiết kế để giảm thiểu hình thành NO x Các hệ thống khác nguyên tắc kết hợp loạt tính Hệ thống đốt gas khác số cách thức so với hệ thống đốt dầu 5.4.1.6 Chọn lựa nhiên liệu đốt Kinh nghiệm chung ngành công nghiệp thủy tinh kết lị đốt khí gas phát thải NOx cao so với lị đốt dầu Nhìn chung, khoảng 5% lượng tiêu thụ tiết kiệm quan sát sử dụng nhiên liệu dầu thay khí gas tư nhiên Nguyên nhân cho điều lửa khí gas có phát xạ nhiệt thấp lửa dầu nhiên liệu, đòi hỏi nhiệt độ lửa cao phép truyền nhiệt tan chảy thủy tinh điều kiện thuận lợi cho hình thành NOx 31 Những lợi ích khó khăn kỹ thuật: Thuận lợi: Khó khăn: - Chi phí tương đối thấp; - - Giảm đáng kể lượng khí thải NOx đạt cho hầu hết loại lị; u cầu có chun mơn định để có kết tốt nhất; - Có thể yêu cầu thay đổi thiết kế lò; - Áp dụng cho lị lị sẵn có; - Thực việc theo dõi để ngăn chặn việc chất lượng kính thay đổi; - Những kỹ thuật thường xuyên giúp tiết kiệm lượng đáng kể; - Có thể gây gia tăng lượng khí thải SO2 tăng cường bay tượng phân hủy; - Giảm nhiệt độ lò giảm sử dụng lượng làm phát thải NO x thấp - Mức CO phải kiểm soát để ngăn chặn thiệt hại chịu lửa Hơn nữa, nồng độ CO phải kiểm soát để bay mức từ tan chảy thủy tinh để ngăn chặn phân hủy đầu sulfat 5.4.2 Công thức lượng cần dùng Việc sử dụng chất chứa nitrat khác lĩnh vực khác ngành công nghiệp thủy tinh Chúng sử dụng thủy tinh phẳng vật chứa thủy tinh, ngoại trừ việc sản xuất số sản phẩm chất lượng cao, sản phẩm không màu kính nhuốm màu cao, ví dụ màu xám thủy tinh đồng Nitrat sử dụng lĩnh vực thủy tinh gia dụng số sản phẩm chất lượng cao, đòi hỏi rõ ràng quang học cao mức độ Fe 2+ thấp Nitrat sử dụng rộng rãi lĩnh vực thủy tinh đặc biệt cho TV (ống tia âm cực), borosilicate, gốm kính quang học lĩnh vực thủy tinh vụn Trong kết luận, ý kiến ngành cơng nghiệp mức nitrat giảm cách thử nghiệm mức tối thiểu tương xứng với yêu cầu sản phẩm nóng chảy, lý kinh tế mơi trường, để thay hiệu khơng có sẵn 5.4.3 Thiết kế lò đặc biệt Các mối quan tâm lượng phát thải NO x khiến số nhà thiết kế lò đề xuất loại lò thu hồi nhiệt tích hợp tính khác nhằm mục đích cho phép nhiệt độ lửa thấp mức độ phát sinh NO x thấp Loại lị tốt biết đến LoNOX® Một thiết kế có sẵn lị nung Flex®, mà ban đầu dự định sử dụng ứng dụng không liên tục nay, hầu hết lò xây dựng vận hành 32 liên tục Lị Flex® hiểu so sánh lượng phát thải NO x tương đương lò nung LoNOX® Nhìn chung, thơng số quan trọng liên quan đến thiết kế lò NO x giới hạn sau: − Loại vòi phun đốt − Số vòi phun đốt hoạt động − Góc độ vịi đốt − Góc cổng đốt − Kích thước cổng đốt (quyết định tốc độ khơng khí vào buồng đốt) − Khoảng cách cổng đốt/vòi đốt tan chảy − Chiều cao kích thước buồng đốt (nói chung, kích thước gia tăng có liên quan đến lượng phát thải NOx thấp tăng nhẹ tiêu thụ lượng lị thủy tinh) − Hình học lửa tương ứng với buồng đốt 5.4.4 Qui trình FENIX Quá trình Fenix dựa kết hợp số biện pháp sơ cấp để tối ưu hóa q trình đốt cháy lị nung tái sinh đốt chéo giảm tiêu thụ lượng Tương đồng với kỹ thuật thay đổi trình đốt cháy mơ tả mục 2.1, tối ưu hóa trình đốt cháy cho Fenix liên quan đến: − Giảm khí dư; − Việc giữ kín điểm nóng nhờ vào đồng nhiệt độ lửa, kiểm soát pha trộn nhiên liệu khí đốt, mà khơng dẫn đến vấn đề chất lượng thủy tinh hay phát thải khí carbon monoxide Q trình Fenix liên quan đến thay đổi hoàn toàn hệ thống đốt đặc biệt việc sử dụng loại vòi phun Các kim phun đăng ký sáng chế khác tùy thuộc vào loại lượng sử dụng (xăng, dầu nặng lượng hỗn hợp) có liên quan đến thiết kế lị 5.4.5 Giảm hóa chất nhiên liệu Giảm hóa chất nhiên liệu (CRF) mơ tả kỹ thuật mà nhiên liệu thêm vào dịng khí thải để giảm mặt hóa học NO x đến N2 thông qua chuỗi phản ứng Nhiên liệu khơng cháy nhiệt phân để hình thành gốc tự có phản ứng với thành 33 phần khói thải khí gas để tạo thành H 2O N2 Hai kỹ thuật phát triển để sử dụng ngành công nghiệp thủy tinh trình 3R trình tái nung đốt Cả hai kỹ thuật giới hạn cho lò nung tái sinh Quá trình 3R phát triển đầy đủ cho ứng dụng ngành công nghiệp thời điểm viết (2010), trình tái nung đốt chưa chứng minh khả áp dụng công nghiệp ngành cơng nghiệp thủy tinh Các sở trình 3R bổ sung nhiên liệu hydrocarbon (ví dụ khí tự nhiên dầu) cách có kiểm sốt đến dịng khí thải lối vào buồng hồn nhiệt Nhiên liệu không cháy phân ly tiến hành để giảm mặt hóa học NO X hình thành lị Công nghệ thiết kế để sử dụng lị nung tái sinh, nơi mà buồng hồn nhiệt cung cấp điều kiện cần thiết nhiệt độ, trình trộn hỗn loạn thời gian lưu cho phản ứng để tiến hành Quá trình tên 3R liên quan đến phản ứng cắt giảm buồng hoàn nhiệt 5.4 5.4.1 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Kỹ thuật nung nóng chảy thiết kế lị nung Việc lựa chọn kỹ thuật nung nóng chảy có ảnh hưởng lớn đến hiệu lượng Sự lựa chọn định chủ yếu loạt vấn đề kinh tế Yếu tố tỷ lệ sản xuất mong muốn, vốn chi phí hoạt động liên quan suốt vòng đời lò nung Một khía cạnh quan trọng chi phí vận hành việc sử dụng lượng, nói chung, nhà điều hành lựa chọn thiết kế tiết kiệm lượng Trong lị nung sử dụng nhiên liệu hóa thạch thơng thường, khác biệt thiết kế lò liệu hệ thống thu hồi nhiệt dựa buồng hoàn nhiệt hay buồng thu hồi nhiệt Lị tái sinh đạt q trình đốt cháy gia nhiệt nhiệt độ khơng khí cao cho khí đốt; lên đến 1300 – 1400°C, so với tối đa 750 – 800°C lò thu hồi nhiệt, dẫn đến hiệu nóng chảy cao Kích thước thường lớn lò tái sinh làm cho chúng đạt hiệu sử dụng lượng lò thu hồi nhiệt nhỏ Điều thiệt hại cấu trúc cụ thể tỷ lệ nghịch với kích thước lị, lý thay đổi diện tích bề mặt tỷ lệ khối lượng Một lị chứa tái sinh đại có hiệu tổng thể nhiệt khoảng 50%, với mức thiệt hại khí thải khoảng 25 – 35% (khoảng 14 – 20% mẻ vật liệu thủy tinh vụn sấy sơ sử dụng), thiệt hại cấu trúc chiếm đại đa số phần lại Hiệu suất nhiệt lị thu hồi nhiệt mà khơng cần thu hồi nhiệt bổ sung gần tới 20 – 30% 34 Kỹ thuật nung nóng chảy điện, cho dù phần 100%, cải thiện hiệu lượng xem xét cấp độ khu vực, hiệu suất phát điện tổn thất phân phối xem xét, tình hình chưa rõ ràng Kỹ thuật nung nóng chảy oxy – nhiên liệu dẫn đến tiêu thụ lượng thấp 5.4.2 Sử dụng thủy tinh vụn Việc sử dụng thủy tinh vụn lị thủy tinh làm giảm đáng kể mức tiêu thụ lượng sử dụng thường áp dụng cho tất loại lị nung, tức lị nung nhiên liệu hóa thạch, lò nung oxy-nhiên liệu lò nung điện Hầu hết lĩnh vực ngành công nghiệp thủy tinh thường xuyên tái chế tất thủy tinh vụn nội Các trường hợp ngoại lệ sợi thủy tinh kết cấu liên tục, nơi mà khơng coi hạn chế chất lượng sản xuất nguyên liệu thủy tinh (nơi thủy tinh vụn không sản xuất) Cơ sở mức Tthủy tinh vụn nội mẻ nguyên liệu thường khoảng 10 - 25% Thủy tinh vụn có nhu cầu lượng nung chảy thấp so với nguyên liệu cấu thành phản ứng hóa học thu nhiệt kết hợp với tạo hình thủy tinh hồn thành khối lượng thấp so với mẻ vật liệu tương đương khoảng 20% Do đó, tăng mức độ thủy tinh vụn mẻ vật liệu có khả tiết kiệm lượng và, quy luật chung, thêm 10% thủy tinh vụn kết giảm 2,5 – 3,0% tiêu thụ lượng lò Kết việc sử dụng thủy tinh vụn nói chung tiết kiệm chi phí đáng kể kết việc giảm yêu cầu nguyên liệu thô lượng 5.5 CÁC KẾT LUẬN BAT TRONG NGÀNH CN SẢN XUẤT THỦY TINH − Hệ thống quản lý MT; − Tiết kiệm lượng; − Lưu trữ sử dụng nguyên vật liệu; − BAT để ngăn chặn, nơi thực giảm, khuếch tán khí thải từ việc lưu trữ sử dụng nguyên vật liệu dễ bay hơi; − BAT giảm tiêu thụ lượng phát thải vào khơng khí cách thực chương trình giám sát liên tục thông số vận hành bảo trì lị nung nóng chảy; − BAT thực lựa chọn cẩn thận kiểm soát tất chất ngun liệu thơ vào lị nung nóng chảy để làm giảm ngăn chặn lượng khí thải vào khơng khí; − BAT để thực giám sát lượng khí thải và/hoặc q trình khác có thơng số liên quan cách thường xuyên; 35 − BAT vận hành hệ thống xử lý khí thải trình hoạt động bình thường, điều kiện cơng suất tối ưu sẵn sàng để ngăn chặn giảm lượng khí thải; − BAT hạn chế (NH3) amoniac, áp dụng kỹ thuật giảm xúc tác có chọn lọc (SCR) giảm xúc tác không chọn lọc (SNCR) cho hiệu giảm phát thải NO X cao; − BAT giảm tiêu thụ nước sử dụng; − BAT để giảm tải phát thải chất ô nhiễm nước thải; − BAT giảm phát sinh chất thải rắn; − BAT giảm phát thải tiếng ồn PHẦN VI CASE STUDY CƠNG TY CƠ PHẦN BĨNG ĐÈN PHÍCH NƯỚC RẠNG ĐƠNG 36 Cơng ty CP Bóng đèn Phích nước Rạng Đơng đơn vị sản xuất kinh doanh sản phẩm nguồn sáng thiết bị chiếu sáng, loại phích nước sản phẩm thuỷ tinh Mỗi năm công ty cung cấp thị trường khoảng 80 triệu sản phẩm bóng đèn, triệu sản phẩm phích nước, triệu sản phẩm thiết bị chiếu sáng máng đèn, balat… Năm 2006, công ty đề hàng loạt giải pháp: − GP nâng cao ý thức cho công nhân − GP tìm tịi, ứng dụng cơng nghệ vào sản xuất nhằm phát triển bền vững; − GP sử dụng loại nguyên liệu sản xuất thân thiện với môi trường… Cơng nghệ sản xuất thủy tinh an tồn Bắt đầu thực nghiệm sản xuất vào năm 2008 Quế Võ (Bắc Ninh), đến lị thủy tinh khơng chì cơng ty có cơng suất 19 tấn/ngày, đáp ứng đủ nhu cầu nguyên liệu sản xuất bóng đèn compact chất lượng cao, thay loại thủy tinh chì độc hại Trong thành phần loại thủy tinh hồn tồn khơng có chì phản ứng thủy ngân với kiềm xảy gây đen trình làm việc bị hạn chế Do đó, hiệu suất phát quang cải thiện so với thủy tinh thường Ngoài ra, loại thủy tinh khơng chì có chứa ngun tố đất Cerium có tác dụng ngăn chặn tia tử ngoại, giúp an toàn cho người sử dụng Tiết kiệm lượng bảo vệ mơi trường Ngồi việc áp dụng công nghệ để sản xuất thủy tinh khơng độc hại vấn đề giảm chi phí ngun liệu nâng cao hiệu sản xuất cơng ty đẩy mạnh phát triển Trước đây, lị thủy tinh vận hành dầu FO tiêu tốn 250kg dầu/1 sản phẩm, chi phí nhiên liệu phục vụ sản xuất lớn Năm 2007, cơng ty đầu tư xây dựng lò thủy itnh Soda-lime với công nghệ Nhật Bản Công nghệ cho phép sản xuất thủy tinh hồn tồn tự động, kiểm sốt lượng nhiên liệu dầu, gió tiêu chí áp suất, nhiệt độ giúp nâng cao chất lượng thủy tinh Năm 2011, công ty đơn vị đưa hệ thống điện trở nấu vào lò thủy tinh Việt Nam Sử dụng công nghệ này, hiệu suất hấp thụ nhiệt lên đến 90% so với 25% đốt dầu, hiệu khai thác lò tăng thêm 30% Hiện sau nhiều lần nâng cấp, công nghệ sử dụng điện trở nấu thủy tinh giảm lượng tiêu thụ dầu FO xuống 145kg/1 sản phẩm Chi phí nhiên liệu giảm, chất lượng 37 thủy tinh nâng lên rõ rệt, số lượng sản phẩm lỗi Ngoài ra, sử dụng điện trở nấu giúp giảm phát thải 2.500 CO2 môi trường năm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ebook, (2010), Bài giảng “Công nghệ thủy tinh” 38 [2] BAT CONCLUSIONS FOR THE MANUFACTURE OF GLASS, (2012), ISSN 1977 – 0677, Publications Office of the European Uniopn [3] European Commision, JRC Reference Report “Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Manufacture of Glass”, (2013), Integrated Pollution Prevention and Control [4] Viện Môi trường Tài nguyên – ĐH Quốc Gia – Khóa 2011, tiểu luận BAT ngành CN sản xuất thủy tinh [5] Website sản xuất hơn: http://www.sxsh.vn/ 39 ... môi trường ngành công nghiệp thủy tinh 20 PHẦN IV: KỸ THUẬT ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỦY TINH 21 4.1 Các lò nung nóng chảy thường sử dụng sản xuất thủy tinh 21 4.2 Qui trình kỹ thuật sử... CẤU TRÚC BAT TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỦY TINH Hoạt động sản xuất mô tả Hướng dẫn gọi công nghiệp thủy tinh, bao gồm tám lĩnh vực sản xuất thủy tinh, là: vật chứa đựng thuỷ tinh, thuỷ tinh phẳng,... giảng ? ?Công nghệ thủy tinh? ??.) PHẦN III 16 QUI TRÌNH SẢN XUẤT VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỦY TINH 3.1 QUY TRÌNH SẢN XUẤT THỦY TINH Việc phải làm quy trình sản xuất thủy tinh