Đầu ra cho tro xỉ thải nhà máy nhiệt điện

Thứ ba - 17/07/2012 04:40
Trên thế giới việc nghiên cứu sử dụng tro xỉ nhiệt điện đốt than phun chưa khử khí sulfur, công nghệ tương tự như tại các nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí đã tiến hành từ lâu.

Theo tiêu chuẩn Mỹ (ASTM 618), tro xỉ được phân loại thành các loại F và C, được sử dụng làm phụ gia hoặc nguyên liệu cho sản xuất vật liệu xây dựng như xi măng, vữa, bê tông...

Tuy nhiên với công nghệ mới đốt than tầng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidizing Boiler - CFB)  có khử khí sulfur bằng cách dùng chất hấp thụ đá vôi tại các nhà máy nhiệt điện của Tập đoàn than  khoáng sản Việt nam (Na Dương, Cao Ngạn, Cẩm Phả, Sơn Động, Mạo Khê ...), thì tro xỉ tạo thành có các tính năng và thành phần khoáng hoá khác hẳn so với tro xỉ than đốt theo công nghệ đốt than phun. Theo công nghệ đốt than tầng sôi tuần hoàn có khử sulfur CFB thì khí dioxit sulfur (SO2) thoát ra khi đốt cháy than sẽ tác dụng với chất hấp phụ (đá vôi) mà hình thành thạch cao, bên cạnh đó cũng tồn tại vôi tự do (CaO) trong tro xỉ nhiệt điện. Các thành phần chính trong tro xỉ lò hơi CFB gồm:

a. Tro bay: Là một trong những sản phẩm từ quá trình cháy của than, là khoáng chất mịn còn lại từ việc đốt than trong lò nhà máy sản xuất điện. Tro bay cấu tạo từ các chất vô cơ không cháy được có sẵn trong than, sau quá trình đốt biến thành vật chất cấu trúc dạng thủy tinh và vô định hình.

Vật liệu tro bay rắn lại khi bay lơ lửng trong khói thải và được thu lại nhờ hệ thống lọc bụi tĩnh điện. Vì các hạt tro bay cứng lại khi bay lơ lửng trong khí thải nên chúng nói chung chúng có dạng hình cầu kính cỡ từ 0.5um đến 100um. Thành phần của tro bay cấu tạo chủ yếu từ ôxít Silic (SiO2), ôxit nhôm (Al2O3) và ôxit sắt (Fe2O3). Tro bay là nguyên liệu quan trọng để chế tạo bê tông đầm lăn và các loại gạch nhẹ có giá trị cao, các phụ gia đặc hiệu.

b. Tro đáy: là những hạt thô và to hơn tro bay, là thành phần không cháy được tập trung ở đáy lò, cỡ hạt dao động từ bằng hạt cát mịn đến hạt sỏi  (0.125 mm đến 2 mm). Chúng thường được dùng để thay thế cát trong sản xuất vật liệu không nung và làm nền đường, lấp đầm lầy.

c. Thạch cao: Được sinh ra từ quá trình khử lưu huỳnh trong khí thải  để chống ô nhiễm không khí, thạch cao có thể thu riêng được nếu hệ thống khử lưu huỳnh nằm ngoài lò. Các lò CFB của Tập đoàn than chưa có hệ thống khử ngoài lò nên thạch cao nằm lẫn trong tro xỉ thải.

Trước đây tro xỉ sinh ra từ quá trình đốt than thường để cuốn theo đường khói và phân tán vào môi trường. Điều này tạo nên những lo lắng về môi trường và sức khỏe dẫn đến các luật hạn chế lượng tro bốc theo khói thải. Trên toàn thế giới, khoảng 65%  lượng tro xỉ sản sinh ra từ các nhà máy nhiệt điện đốt than là dùng để chôn lấp.

Những năm gần đây việc tái sử dụng tro xỉ đang được chú ý do giá thành đổ thải tăng và xu hướng chung là phát triển có kiểm soát. Năm 2005 các nhà máy điện đốt than ở Mỹ thông báo đã tái sử dụng được 40% tro xỉ trong các ứng dụng khác nhau. Một lợi thế về môi trường khác là nếu tái sử dụng được tro xỉ thì sẽ thay thế được các nguyên liệu nguyên sơ khác, tiết kiệm được chi phí để khai thác và chế biến chúng.

Việc tái sử dụng tro bay như 1 vật liệu công nghệ chủ yếu xuất phát từ bản chất pozzolan, dạng cầu và tính tương đối đồng nhất của nó. Tro đáy thì lại có kết cấu tương tự như cát và sỏi. Tái sử dụng tro xỉ theo trình tự giảm dần trong các việc:Bê tông và sản phẩm bê tông;Đắp đường, đê và điền đầy các cấu trúc;Làm ổn định chất thải và làm cứng;Vật liệu thô cho clanhke xi măng, cho gạch không nung;Phục hồi mỏ;Làm ổn định vùng đất mềm;Làm nền đường;Chất điền đầy tự chảy;Phụ gia khoáng cho bê tông làm đường;Các ứng dụng khác bao gồm bê tông xốp, ngói lợp, sơn, đúc kim loại và chất phụ gia cho sản phảm gỗ và nhựa.

Gần đây  ở Việt Nam, tro xỉ nhiệt điện đốt than tầng sôi tuần hoàn có khử khí sulfur(CFB) đã bắt đầu được nghiên cứu. Chẳng hạn tro đáy nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn đã được ứng dụng trong công nghệ làm đường, sản xuất gạch không nung. Tro bay nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn sau khi tách cac bon chưa cháy hết bằng công nghệ tuyển nổi để đạt tiêu chuẩn tro bay loại F, đã sản xuất thử nghiệm thành công gạch nhẹ (tỷ trọng từ 0,7 -  0,85tấn/m3).

Từ 2013, sản lượng tro xỉ  thải hàng năm tại 5 nhà máy nhiệt điện đốt than của TKV(khi phát đủ công suất) ước tính khoảng 2,8 triệu tấn/năm ( trong đó khoảng 1,7 triệu tấn là tro đáy). Nó đặt ra những bài toán lớn về môi trường, bãi thải, chi phí xử lý cần đáp ứng.

Ngày 29/8/2008, Thủ tướng chính phủ đã ban hành quyết định số 121/2008/QĐ-TTg, phê duyệt tổng thể phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam đến 2020, trong đó yêu cầu vật liệu không nung đến 2020 phải chiếm từ 30 - 40% tổng số vật liệu xây dựng trong cả nước, là một tiền đề quan trọng thúc đẩy phát triển vật liệu không nung trong các năm tới.

Vì vậy việc nghiên cứu, triển khai các ứng dụng công nghệ nhằm tạo ra các sản phẩm hữu ích từ tro bay và tro đáy nhà máy điện đốt than dùng lò hơi CFB là rất quan trọng và rất cấp thiết.
 

Tác giả bài viết: Đinh Quang Vinh - P.V

Tổng số điểm của bài viết là: 6 trong 2 đánh giá
Click để đánh giá bài viết