Nhiệt điện than và vấn nạn môi trường: Đâu là giải pháp?

Chất lượng tro xỉ và công nghệ xử lý hiện nay tại Việt Nam

Ở Việt Nam cũng đã có nhiều công trình nghiên cứu về tái chế tro bay làm phụ gia cho công nghệ bê tông đầm lăn, sản xuất gạch tuynel, xi măng, thạch cao, than tái chế…

Theo ông Huỳnh Nhật Quang, cán bộ nghiên cứu của Tổng Công ty Tư vấn Thiết kế Dầu khí – PV Engineering, cho rằng: “Tro xỉ là chất thải của các nhà máy điện đốt than, tuy nhiên nó lại là nguyên liệu quý trong ngành sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng bởi các thành phần hóa học nòng cốt tạo nên clinker và cả xi măng.

Tro bay nếu đạt yêu cầu dùng làm phụ gia cho việc sản xuất xi măng sẽ chiếm 5-30% nguyên liệu, làm giảm chi phí sản xuất xi măng. Bê tông dùng tro bay để thay thế khoảng 30% xi măng sẽ làm giảm đáng kể lượng xi măng và làm tăng đáng kể tính bền chắc của công trình”.

Theo kết quả phân tích cho thấy hiệu suất đốt của các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam không cao, và do đó chất lượng của tro thải ra cũng không tốt.

Trong nước, hiện có một số nhà máy thu hồi chế biến tro bay và sản xuất gạch không nung từ tro xỉ đã được xây dựng vận hành ở gần một số nhà máy nhiệt điện như tại Nhà máy Sản xuất tro bay Phả Lại (với 8 dây chuyền tuyển tro bay theo công nghệ tuyển nổi với công suất 40.000 tấn/tháng);

Nhà máy Chế biến tro bay Cao Cường (công suất 80.000 tấn sản phẩm/năm sử dụng nguồn tro xỉ của Nhà máy Điện Phả Lại), xưởng tuyển tro bay của Ban Quản lý công trình Thủy điện Sơn La có công suất 10.000 tấn/tháng, sử dụng nguồn tro xỉ của Nhà máy Điện Phả Lại II);

Xưởng tuyển tro bay của Công ty CP Nhiệt điện Ninh Bình (công suất 50.000 tấn/năm,sử dụng nguồn tro xỉ của Nhà máy Điện Ninh Bình), Công ty CP Sông Đà Cao Cường với dây chuyền sản xuất gạch AAC đạt công suất 200.000m3/năm và dây chuyền vữa khô trộn sẵn công suất 60.000m3/năm, nhà máy sản xuất gạch không nung 3 triệu viên/năm của Công ty Nhiệt điện Cao Ngạn…

Tại sao chưa sử dụng tối đa lượng tro xỉ thải ra từ các nhà máy nhiệt điện?

Lấy nhà máy nhiệt điện Phả Lại, một trong những nhà máy lớn và hiện đại hiện có trong nước làm trọng điểm về chất lượng tro xỉ nhiệt điện dùng làm phụ gia hoạt tính thủy lực ẩn cho chế tạo chất kết dính.

Hiện nhà nước đã công bố chất lượng quy định tro bay trong lĩnh vực làm pozzolana cho công nghiệp xi măng giống ASTM 618:99. Khi đối chiếu các đặc tính của tro bay nhiệt điện Phả Lại với ASTM 618:99, điều rút ra được là tất cả các chỉ tiêu của ASTM 618:99 nêu ra, tro bay của nhiệt điện Phả Lại đều đạt yêu cầu, ngoại trừ duy nhất chỉ tiêu than cháy không hết (Mất Khi Nung – MKN) là vi phạm, ASTM 618 yêu cầu MKN của tro bay phải nhỏ hơn 12%, còn tro bay Phả Lại có MKN đến 23%.

Điều này làm thu hẹp phạm vi ứng dụng của tro bay Phả Lại rất nhiều. Để giảm MKN của tro bay Phả Lại, Tổng Công ty Công nghiệp Xi măng Việt Nam đã đầu tư một dây chuyền tuyển xỉ theo phương pháp tuyển nổi từ khoảng 20 năm trước.

Sản phẩm của dây chuyền này có MKN dưới 7%, đã phục vụ tốt cho nhiều công trình nhưng đáng tiếc là sản lượng của dây chuyền quá thấp, chỉ đạt 700 tấn/tháng.

Vì vậy phần lớn số tro bay của nhà máy nhiệt điện Phả Lại có MKN vi phạm tiêu chuẩn quy định và hậu quả của nó là tỷ lệ tro bay được sử dụng trên thực tế ở mức thấp.

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 rất nhiệm vụ khó khăn và rất 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.

Vì vậy, sự tồn đọng tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện đốt than ở nước ta vẫn còn là vấn nạn chưa có cách giải quyết, bãi chứa tro xỉ các nhà máy nhiệt điện đốt than ngày càng phình to, lấy mất nhiều đất nông, lâm nghiệp.

Nhìn chung, sản lượng xi măng trong nước tăng rất đều đặn hàng năm, và dự đoán còn tăng liên tục trong một thời gian dài nữa, trong khi nguyên liệu ngày càng khan hiếm và các qui định về môi trường ngày càng nghiêm ngặt nhưng chỉ khi chất lượng tro được cải thiện thì việc dùng tro trong sản xuất xi măng mới khả thi.

Giải pháp nào làm tăng chất lượng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện?

Theo các thông tin trên thì trở ngại lớn nhất cho việc sử dụng tro xỉ từ các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam là chất lượng của chúng. Trong đó, chỉ tiêu quan trọng nhất là hàm lượng carbon trong tro còn khá cao.

Nổ lực từ các đơn vị khi sử dụng các công nghệ tách loại thành phần carbon trong tro đáng ghi nhận. Tuy nhiên các công nghệ này có nhược điểm như chi phí đầu tư lớn; công suất xử lý thấp; và cần diện tích mặt bằng…

Việc giảm carbon trong tro có thể đi từ việc tăng hiệu suất quá trình đốt cháy than. TS. Nguyễn Tiến Long, CEO của Công ty Chemical & Solutions (USA) cho biết: “Để được đưa vào sử dụng trong các lĩnh vực vật liệu xây dựng (VLXD) hay trong công trình xây dựng thì tro bay phải được xử lý để giảm hàm lượng MKN hay hàm lượng carbon”.

Ở các nước như Mỹ hay châu Âu thì tro bay được sử dụng trực tiếp mà không qua xử lý, do chất lượng than và công nghệ lò đốt của họ tốt nên tro bay có hàm lượng MKN thấp, đạt tiêu chuẩn để đưa vào sử dụng trực tiếp. Còn ở Việt Nam thì tro bay cần phải xử lý để giảm MKN.

Như vậy, giảm MKN trong tro bay bằng cách tách lượng carbon chưa cháy hết trong tro. Hiện có các công nghệ như tuyển ướt và tuyển khô. Tại Việt Nam cũng có vài nơi thực hiện quy trình công nghệ này.

“Chúng tôi thiên về công nghệ tách carbon trong tro bay bằng phương pháp điện trường, tuy giá trị đầu tư hơi cao nhưng vận hành đơn giản, ít ô nhiễm môi trường và chi phí vận hành thấp”, CEO của Công ty Chemical & Solutions nói.

“Đây là giải pháp công nghệ mới mà nhóm chúng tôi đưa về Việt Nam. Xử lý để làm giảm MKN hay carbon trong tro bay là giải quyết phần ngọn, giải quyết việc đã xảy ra rồi. Còn chúng tôi giải quyết trong quá trình cháy của than trong lò, khi quá trình cháy diễn ra với hiệu suất cao hơn, phản ứng cháy xảy ra hoàn toàn thì carbon trong tro bay, xỉ sẽ giảm. Đó là giải quyết từ gốc”, TS. Nguyễn Tiến Long cho biết.