Nhiên liệu thay thế không đơn thuần là chất thải được băm nhỏ

Sử dụng nhiên liệu thay thế đang được nhiều nhà máy xi măng quan tâm nhằm giảm phụ thuộc vào than, tận dụng chất thải có nhiệt trị và hỗ trợ giảm lượng rác phải chôn lấp.

Tuy nhiên, chất thải đầu vào thường có thành phần rất phức tạp. Nguyên liệu có thể chứa nhựa, vải, giấy, sinh khối, kim loại, đá, kính và nhiều thành phần không cháy khác. Độ ẩm, hàm lượng clo, nhiệt trị và kích thước vật liệu cũng thay đổi giữa từng nguồn cung.

Nếu chất thải chỉ được băm nhỏ mà không phân loại và kiểm soát chất lượng, nhiên liệu tạo ra có thể gây tắc hệ thống cấp liệu, cháy không ổn định hoặc làm nhiệt độ lò dao động. Vì vậy, Harden cho rằng dự án nhiên liệu thay thế phải được nhìn nhận như một dây chuyền chuẩn bị nhiên liệu hoàn chỉnh.

Đại diện Công ty Harden Machinery

Những yêu cầu cơ bản đối với RDF và SRF

Trong tài liệu trình bày tại ACT.2026, Harden đưa ra một số thông số tham khảo đối với nhiên liệu thay thế:

• Kích thước vật liệu khoảng 30–50 mm.
• Độ ẩm dưới 15%.
• Nhiệt trị trên 4.000 kcal/kg.
• Hàm lượng clo dưới 0,2%.

Các thông số này không phải tiêu chuẩn áp dụng cố định cho mọi nhà máy. Yêu cầu thực tế còn phụ thuộc vào vị trí cấp nhiên liệu, thiết kế lò phân hủy, tỷ lệ thay thế nhiệt và khả năng kiểm soát quá trình cháy.

Nguồn đầu vào được Harden đề cập gồm chất thải công nghiệp, phế thải dệt may, rác sinh hoạt, sinh khối và các dòng chất thải phù hợp khác. Trước khi thiết kế dây chuyền, doanh nghiệp cần lấy mẫu đại diện để phân tích độ ẩm, nhiệt trị, clo, tro và các thành phần có khả năng gây ảnh hưởng đến lò nung.

Xem tài liệu thuyết trình của Harden TẠI ĐÂY

Dây chuyền phân loại và chuẩn bị nhiên liệu

Quy trình điển hình của Harden gồm các công đoạn:

Tiếp nhận chất thải → băm sơ cấp → sàng lọc → tách vật liệu nhẹ và nặng → băm tinh → lưu trữ RDF → định lượng → cấp vào lò phân hủy.

Máy băm sơ cấp làm giảm kích thước và phá vỡ các khối vật liệu lớn. Hệ thống sàng loại bỏ đất, cặn và những thành phần có kích thước không phù hợp. Thiết bị tách gió phân chia vật liệu theo khối lượng riêng, giúp loại bỏ đá, kính và các thành phần trơ.

Sau quá trình phân loại, vật liệu cháy được tiếp tục băm tinh để tạo kích thước đồng đều hơn. Điều này giúp hệ thống cấp liệu hoạt động ổn định và nhiên liệu cháy tốt hơn trong lò.

Với mô hình tham khảo cho dây chuyền clinker công suất 5.000 tấn/ngày, Harden đưa ra công suất chuẩn bị RDF khoảng 10–15 tấn/giờ, khối lượng xử lý 300–500 tấn/ngày và tỷ lệ thay thế nhiệt mục tiêu khoảng 30–40%. Đây là phương án minh họa của nhà cung cấp, không phải mức cam kết cho mọi dự án.

Tối ưu hóa quá trình đồng xử lý khi sử dụng nhiên liệu thay thế trong SXXM - HARDEN, CHINA

Không nên bắt đầu dự án bằng việc mua máy

Theo Harden, dự án nhiên liệu thay thế nên được triển khai theo một lộ trình gồm:

1. Khảo sát nguồn chất thải.
2. Lấy mẫu đại diện.
3. Phân tích trong phòng thí nghiệm.
4. Thử nghiệm xử lý.
5. Nghiên cứu tính khả thi.
6. Thiết kế dây chuyền.
7. Chế tạo thiết bị.
8. Lắp đặt.
9. Chạy thử.
10. Tối ưu tỷ lệ thay thế nhiệt.

Bốn yếu tố được Harden nhấn mạnh là hiểu đúng nguồn chất thải, thiết kế phù hợp, thử nghiệm đầy đủ và tiếp tục tối ưu trong quá trình vận hành.

Cách tiếp cận này giúp nhà máy tránh tình trạng mua thiết bị trước nhưng sau đó phát hiện nguyên liệu không phù hợp, công suất xử lý không đáp ứng hoặc nhiên liệu đầu ra không đạt yêu cầu cấp vào lò.

Tích hợp vào dây chuyền xi măng hiện hữu

Đối với nhiều nhà máy đang vận hành, dự án RDF không nhất thiết phải cải tạo trực tiếp lò quay. Phạm vi chính thường nằm ở các hạng mục ngoại vi như:

• Khu tiếp nhận và kho lưu trữ.
• Máy băm và hệ thống phân loại.
• Băng tải.
• Hệ thống định lượng, cấp liệu.
• Lọc bụi.
• Điều khiển tự động.
• Quan trắc khí thải.
• Phòng cháy chữa cháy.

Theo phương án Harden trình bày, việc tận dụng hạ tầng sẵn có và thiết kế hệ thống theo dạng mô-đun có thể giúp giảm phạm vi đầu tư, rút ngắn thời gian thi công và hạn chế ảnh hưởng đến sản xuất.

Hiệu quả kinh tế của dự án còn phụ thuộc vào giá than, chất lượng nhiên liệu thay thế, phí tiếp nhận chất thải, công suất vận hành và mức độ ổn định của nguồn nguyên liệu.

Cem.Info