Đề tài Sản xuất sạch hơn trong sản xuất phân bón NPK

u chứa Kali: Kali clorua, Kali Sunphát.... Ngoài các nguyên liệu chính, các chất phụ gia cũng là thành phần không thể thiếu. Trong sản xuất NPK, chất phụ gia không đơn thuần chỉ là chất độn mà còn có các tác dụng như cải thiện tính chất hóa lý của sản phẩm (độ bền hạt, độ bóng và màu sắc ngoại quan của sản phẩm, khả năng hút ẩm và kết khối…. Các phụ gia thường được sử dụng là cao lanh, bột sepentin, than bùn, dolomit… Trong quá trình sản xuất, nguyên liệu thất thoát chủ yếu là bụi ở hầu hết các công đoạn. Lượng bụi phát sinh có thể được thu hồi từ 5-20kg/tấn sản phẩm tùy thuộc công nghệ ở mỗi nhà máy. Lượng bụi này vừa gây ô nhiễm môi trường không khí vừa gây thất thoát nguyên liệu đầu vào. Vì vậy cần có các biện pháp thu hồi bụi giảm định mức tiêu thụ nguyên liệu đầu vào đồng thời cải thiện môi trường làm việc. II.2.1.2 Tiêu thụ tài nguyên Điện Quá trình sản xuất NPK sử dụng điện để chạy máy móc bao gồm: băng chuyền, máy vê viên, tạo hạt, sàng, máy nghiền búa, máy trộn, thiết bị làm nguội kiểu thùng quay…Điện năng tiêu thụ dao động từ 25-40 kWh/tấn sản phẩm. Do các công nghệ khác nhau nên mức tiêu thụ điện năng cũng khác nhau. Một số nhà máy có cấp liệu tự động, các khâu khác cũng được cơ giới hóa và tự động hóa cao, trong khi đó vẫn có một số công ty khác thì làm thủ công hay cấp liệu bằng bánh răng định lượng. Tuy nhiên, đối với các nhà máy hiệu suất vê viên thấp, tỷ lệ các hạt có kích thước trên và dưới sàng cao (>5mm và <2mm) thì tiêu tốn điện năng lớn và ngược lại. Nước Nước dùng để tạo độ ẩm cho nguyên liệu trong quá trình vê viên, tạo hạt. Nước được cấp dưới dạng tưới nhỏ giọt hoặc phun sương. Ngoài ra nước còn được dùng cho hệ thống xử lý khí. Lượng nước tiêu thụ 40-60m3/tấn sản phẩm Dầu FO Nhiên liệu là dầu FO dùng để đốt làm nóng không khí – tác nhân quá trình sấy. Lượng dầu tiêu thụ ở một số công nghệ tốt là 18-23 lít/tấn trong khi công nghệ trung bình là 20-25 lít/tấn sản phẩm. Nguyên nhân là do công nghệ tốt các hạt có kích thước đồng đều hơn, tỷ lệ các hạt có kích cỡ quá lớn hoặc quá nhỏ thấp (20-40%) còn đối với công nghệ trung bình hiện nay là 30-50%. II.2.2 Các vấn đề về môi trường Trong sản xuất NPK, vấn đề ô nhiễm môi trường từ quá trình sản xuất chủ yếu là bụi (bụi nguyên liệu, bụi sản phẩm) và khí thải. Bụi phát sinh trong sản xuất NPK ở hầu hết các công đoạn sản xuất và đây là đặc thù của ngành công nghiệp sản xuất NPK. Khí thải gồm CO2, SO2, NOx, CO, bụi lò ... phát sinh từ quá trình đốt dầu FO cung cấp nhiệt cho công đoạn sấy NPK. Với nguồn phát sinh nước thải, nước phát sinh từ công đoạn xử lí bụi và khí thải phát sinh. Lượng nước này có thể để lắng và sử dung tuần hoàn lại, bùn nhão phơi khô và được tuần hoàn lại thiết bị trộn. Chất thải rắn chỉ có các loại bao bì chứa các nguyên liệu, sản phẩm bị hư hỏng, rơi vãi. Các vấn đề môi trường trong ngành NPK theo công đoạn sản xuất được thể hiện trong bảng 2. Công đoạn Tiêu hao/Thải/Phát thải Các vấn đề môi trường Nghiền và nghiền tuần hoàn Tiêu tốn năng lượng (điện) Phát sinh tiếng ồn Phát thải bụi Ảnh hưởng đến chất lượng môi trường không khí xung quanh và môi trường lao động. Gây ồn và mùi cho khu vực xung quanh và người lao động. Phối trộn Tiêu tốn năng lượng (điện) Phát sinh tiếng ồn Phát thải bụi Ảnh hưởng đến chất lượng môi trường không khí xung quanh và môi trường lao động. Gây ồn và mùi cho khu vực xung quanh vàngười lao động. Vê viên, tạo hạt Tiêu tốn năng lượng (điện) Sử dụng nước Sử dụng các phụ gia Phát sinh tiếng ồn Phát thải bụi Ô nhiễm bụi, NH3, NOx... ảnh hưởng tới chất lượng môi trường không khí Gây ồn và mùi cho khu vực xung quanh và người lao động. Sấy Tiêu tốn nhiệt (dầu FO) Phát sinh tiếng ồn Phát thải bụi Phát sinh khí thải (từ quá trình đốt dầu FO). Ô nhiễm bụi, NH3, NOx... ảnh hưởng tới chất lượng môi trường không khí Gây ồn và mùi cho khu vực xung quanh và người lao động. Sàng Tiêu tốn năng lượng (điện) Phát sinh tiếng ồn Phát thải bụi Ô nhiễm bụi ảnh hưởng tới chất lượng môi trường không khí Gây ồn và mùi cho khu vực xung quanh và người lao động. Làm nguội Tiêu tốn năng lượng (điện) Phát thải bụi Ảnh hưởng đến chất lượng môi trường không khí xung quanh và môi trường lao động. Gây tiếng ồn. Đóng baosản phẩm Tiêu tốn năng lượng (điện) Phát thải bụi Ô nhiễm bụi, ảnh hưởng đến chất lượng môi trường không khí. Gây ồn và mùi Bảng 2. Các vấn đề môi trường ở nhà máy sản xuất NPK II.2.1 Bụi và khí thải Bụi phát sinh từ các quá trình sau: Chuẩn bị nguyên liệu (nghiền nguyên liệu và nghiền tuần hoàn): Nguyên liệu ban đầu hầu hết có độ ẩm thấp, khi phối trộn với nhau theo phương pháp cơ học sẽ gây ra lượng bụi đáng kể, gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người công nhân. Sấy: Đây là nguồn phát sinh bụi và khí thải có hại như SOx, CO, ... trong dây chuyền sản xuất NPK. Khí thải này cũng cuốn theo bụi sản phẩm từ máy sấy. Nhiên liệu đốt cho lò sấy thùng quay là dầu DO. Ngoài ra trong quá trình sấy do sự thăng hoa của phân đạm sẽ sản sinh ra khí NH3. Sàng: Là công đoạn phát sinh ra nhiều bụi nhất do các hạt nhỏ và khô bị làm tung lên. Làm nguội: Bụi sản phẩm bị cuốn ra môi trường theo dòng không khí làm mát sau khi ra khỏi thiết bị làm nguội thùng quay. Đóng bao sản phẩm: Sản phẩm được chứa trong xilô được tháo xuống bao phát sinh bụi. Hệ thống băng tải: Đây là nguồn bề mặt phát sinh bụi. Có thể kiểm soát nguồn phát thải này bằng cách che các băng tải và hút bụi từ băng tải. STT Công đoạn Thông số Đơn vị Giá trị 1 Nghiền, phối trộn Bụi mg/m3 230 - 350 2 Tạo hạt Bụi mg/m3 220 - 380 3 Sấy, sàng Bụi mg/m3 100 - 290 4 Đóng bao Bụi mg/m3 250 - 400 Bảng 3. Đặc trưng bụi trong nhà máy sản xuất NPK II.2.2 Nước thải Nước thải phát sinh chủ yếu từ quá trình xử lý khí thải. Tại tháp hấp thụ, nước có tác dụng hấp thu bụi. Tuy nhiên lượng nước thải này có thể tái sử dụng triệt để bằng cách cho tuần hoàn lại ở công đoạn tạo hạt trong dây chuyền vê viên nên không thải ra môi trường. II.2.3 Chất thải rắn Ngành sản xuất phân bón NPK làm phát sinh chất thải rắn bao gồm một số loại đơn giản, chủ yếu là bùn cặn sinh ra do quá trình xử lý nước thải và khí thải, bụi thu hồi từ hệ thống khí thải và được tái sử dụng lại, và bán thành phẩm phân NPK rơi vãi xuống nền trong quá trình vận chuyển bằng băng tải, quá trình vê viên, thành phẩm khi đóng bao. Các loại chất thải rắn này nếu không có biện pháp thu gom và xử lý hợp lý sẽ là nguồn gây thất thoát nguyên vật liệu đáng kể đồng thời gây ô nhiễm môi trường. Do vậy việc áp dụng các biện pháp sản xuất sạch hơn để tận thu nguồn nguyên liệu thất thoát và giảm chi phí xử lý chất thải là cần thiết. Ngoài ra còn một số dạng phát sinh như bao bì chứa nguyên vật liệu hoặc nguyên liệu kém phẩm chất. Phần III: Sản xuất sạch hơn trong sản xuất phân bón NPK III.1 Tiềm năng của sản xuất sạch hơn Công nghệ sản xuất phổ biến hiện nay là công nghệ vê viên kiểu đĩa. Quy trình sản xuất theo phương pháp trộn là khá đơn giản, tiêu tốn ít năng lượng, các dòng thải phát sinh không nhiều, chủ yếu chỉ là bụi nguyên liệu và sản phẩm. Khâu quan trọng nhất trong dây chuyền sản xuất là khâu vê viên tạo hạt, nó quyết định đến năng suất, độ đồng đều cỡ hạt của cả dây chuyền. Hiệu suất của vê viên tạo hạt bằng thiết bị đĩa quay ở Việt nam chi đạt khoảng 50 - 70%, có nghĩa là từ 30 - 50% phối liệu lại đưa lại công đoạn trước gây lãng phí nhân công, năng lượng và làm tăng giá thành sản phẩm. Do đó, các cơ hội SXSH trong báo cáo này sẽ tập trung chủ yếu công đoạn vê viên, tạo hạt, ngoài ra sẽ có xem xét tới công đoạn sàng và sấy sản phẩm. Quá trình vê viên tạo hạt trên thiết bị dạng đĩa là quá trình liên kết giữa các hạt mịn ở độ ẩm cao khi chúng lăn không trượt trên mặt phẳng nghiêng. Năng suất thiết bị và hiệu suất tạo hạt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: Độ mịn của nguyên liệu Độ ẩm của nguyên liệu và tính chất vật lý của chúng Góc nghiêng của đĩa Tốc độ quay của đĩa Đường kính, chiều cao của đĩa Tính chất của vật liệu chế tạo đĩa quay STT Hạng mục Hiện trạng Lợi ích khả thi khi áp dụng SXSH 1 Nguyên liệu - Bụi thất thoát khoảng 5-15% (5- 5%/ tấn sản phẩm) nếu không có hệ thống thu hồi bụi - Giảm tiêu thụ nguyên liệu 5-15% - Giảm ô nhiễm không khí do bụi 2 Năng lượng - Hạt loại bỏ sau sàng tuần hoàn lại lớn 30-50% trong khi các nhà máy tốt hiện nay là 20-40% - Giảm tiêu thụ điện, nhiệt 10-20% khi nâng cao hiệu suất vê viên, tạo hạt. 3 Khí thải - Bụi, mùi tại các khu vực sản xuất do hệ thống thu hồi và xử lý bụi và khí chưa tốt. Hệ thống phối trộn, đóng bao thủ công. - Giảm bụi, mùi Bảng 4. Tiềm năng SXSH trong sản xuất NPK III.2 Cơ hội sản xuất sạch hơn III.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu tốt Việc chọn lựa nguyên liệu hợp cách cũng như xác định đúng trọng lượng nguyên liệu phối trộn sẽ làm giảm tỷ lệ vỡ khi tạo hạt. Kiểm soát khâu chuẩn bị nguyên liệu theo đơn phối trộn hỗ trợ doanh nghiệp xác định lợi ích cụ thể theo tỷ lệ hạt vỡ. III.2.2 Phun ẩm trong công đoạn phối trộn Trong quá trình phối trộn các loại nguyên liệu có thể phun ẩm để tạo mầm hạt, cho công đoạn vê viên tạo hạt nhằm giảm thời gian vê viên tạo hạt, nâng cao hiệu suất vê viên tạo hạt. Đồng thời quá trình phun ẩm sẽ làm giảm phát tán bụi trong công đoạn này và công đoạn vê viên tạo hạt. Sử dụng tuần hoàn nước xử lý khí để sử dụng cho quá trình này để tận dụng nhiệt trong nước rửa khí để nâng nhiệt cho quá trình phối liệu nâng cao hiệu suất tạo hạt và tận thu các chất dinh dưỡng trong nước xử lý khí. III.2.3 Tối ưu hóa tốc độ quay của đĩa và độ nghiêng của đĩa Nguyên tắc của việc tạo hạt là dựa trên 03 lực cơ bản: - Lực ly tâm - Trọng lực của các hạt - Lực ma sát giữa hạt và bề mặt đĩa Qua các nghiên cứu và thử nghiệm thực tế, cho thấy rằng trong cùng một điều kiện sản xuất, khi thay đổi góc nghiêng và tốc độ quay của đĩa sẽ cho các kết quả khác nhau về năng suất và hiệu suất tạo hạt. Để đạt được hiệu suất cao nhất nếu góc nghiêng của đĩa là 48o, ứng với vận tốc quay là 11 vòng/phút (đĩa có đường kính 4m). III.2.4 Thay đổi vật liệu chế tạo đĩa vê viên, tạo hạt Thông thường vật liệu dùng để chế tạo đĩa vê viên tạo hạt được làm từ thép CT3. Sau một thời gian sử dụng bề mặt trong của đĩa bị ăn mòn và bị nhám. Trong quá trình tạo hạt, các hạt được hình thành một phần là do quá trình lăn trượt trên bề mặt đĩa. Vì vậy, khi bề mặt đĩa bị nhám, sẽ gây nên hiện tượngnguyên liệu bị dính chặt và kết khối trên bề mặt đĩa, làm giảm khả năng lăn trượt, từ đó làm giảm hiệu suất tạo hạt. Với giải pháp thay thế vật liệu chế tạo đĩa từ thép CT3 sang thép inox, sẽ tránh được hiện tượng ăn mòn và giữ cho bề mặt đĩa luôn phẳng, ma sát thấp, thuận lợi cho quá trình lăn trượt của vật liệu. Ví dụ: Công ty Supe photphat và hóa chất Lâm Thao sản xuất NPK với công suất 150.000 tấn/năm sau khi đã thực hiện giải pháp thay đổi, tối ưu hóa máy vê viên đĩa. Lượng sản phẩm tạo thành tăng khi hiệu suất tạo hạt tăng từ 60% lên 75% là: (0,75-0,6) x 150.000 tấn/năm = 22.500 tấn/năm Lượng dầu FO để sấy sản phẩm giảm 8kg/tấn sản phẩm. Như vậy lượng dầu FO tiết kiệm trong 1 năm là: 8kg/tấn x 22.500 tấn/năm = 180.000 kg/năm Giá mua dầu FO là 1.800 đồng/kg Như vậy, số tiền thu được do giảm tiêu thụ dầu FO trong 01 năm là: 1.800 đồng/kg x 180.000kg/năm = 324.000.000 đồng/năm III.2.5 Khống chế độ ẩm thích hợp Nếu độ ẩm của phối liệu quá cao trong quá trình vê viên tạo hạt, sẽ gây hiện tượng kết khối lớn, đồng thời làm cho phối liệu trở nên bết, dính vào thành thiết bị đĩa gây cản trở cho quá trình tạo hạt. Ngược lại, khi phối liệu quá khô, sẽ làm cho khả năng kết dính giữa các hạt trở nên khó khăn. Do đó, phải điều chỉnh độ ẩm thích hợp cho phối liệu trong quá trình vê viên. Theo các nghiên cứu thực tế, độ ẩm tối ưu nhất cho quá trình này là từ 4 - 6% khi đó sẽ cho hiệu quả vê viên cao nhất. III.2.6 Điều chỉnh độ nhớt chất kết dính (nước) Điều chỉnh độ nhớt của chất kết dính theo cách đơn giản nhất là thay đổi nhiệt độ của nó (nước). Khi nhiệt độ của nước càng cao thì độ nhớt càng giảm. Độ nhớt càng giảm thì kích thước hạt tạo thành càng lớn. Có thể tận dụng nước nóng từ quá trình xử lý khí trong quá trình sấy để tuần hoàn lại công đoạn này. Lợi ích của quá trình này là không tiêu tốn năng lượng nâng nhiệt độ của nước, do tận dụng nhiệt từ khí thải của quá trình sấy, giảm lượng nước tiêu thụ và nước thải. III.2.7 Thu hồi bụi Bụi từ khí thải quá trình sấy, quá trình sàng và quá trình làm nguội được thu hồi bằng cyclon và tiếp tục được thu hồi trong tháp hấp thụ kiểu sủi bọt làm nguyên liệu tuần hoàn về công đoạn vê viên, tạo hạt. Ở các công đoạn nghiền, vê viên tạo hạt, đóng bao cần lắp các chụp hút để thu hồi bụi làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất. III.2.8 Tuần hoàn các hạt kích thước nhỏ trong công đoạn sàng Các hạt có kích thước dưới sàng (<2mm) được tuần hoàn lại công đoạn vê viên, tạo hạt. Các hạt này có vai trò là các mầm tạo hạt, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vê viên, tạo hạt nhanh và hiệu suất vê viên được nâng cao. III.2.9 Thay đổi bao bì sản phẩm Hiện nay, sản phẩm của nhiều cơ sở sản xuất NPK vẫn được đóng gói trong bao bì một lớp PP. Do đặc điểm khí hậu miền Bắc nước ta có độ ẩm cao nên khi sản phẩm NPK mặc dù đã được sấy khô, xếp lưu kho trong thời gian dài sẽ xảy ra hiện tượng hút ẩm vào sản phẩm do bao bì không kín, làm cho sản phẩm bị đóng bánh, khó sử dụng. Để khắc phục tình trạng trên, nên sử dụng các loại bao bì hai lớp PP, PE hoặc bao PP tráng PE, sẽ làm giảm khả năng hút ẩm vào sản phẩm. III.2.10 Thay đổi phương pháp đóng bao Hiện nay, một số nhà máy đóng bao thủ công nên phát sinh nhiều bụi. Có thể thay đổi phương pháp đóng bao thủ công bằng đóng bao tự động nhằm giảm phát sinh bụi sản phẩm gây lãng phí và giảm ô nhiễm không khí. III.3 Thực hiện đánh giá SXSH Theo nguyên tắc cơ bản, mọi nguyên nhiên vật liệu được sử dụng trong quá trình sản xuất, nếu không nằm lại trong sản phẩm sẽ bị thải ra môi trường, dưới dạng này hoặc dạng khác. Việc triển khai đánh giá SXSH một cách bài bản sẽ giúp giảm thiểu khối lượng nguyên nhiên vật liệu sử dụng một cách hữu hiệu nhất, đồng thời có thể tăng được năng suất lao động, hiệu suất, chất lượng sản phẩm và tiết kiệm chi phí xử lý môi trường. Việc áp dụng SXSH yêu cầu thời gian và nỗ lực của các bộ phận trong toàn doanh nghiệp, thưòng áp dụng SXSH theo 6 bước, 16 nhiệm vụ: Bước 1: Khởi động Bước 2: Phân tích các công đoạn sản xuất Bước 3: Đề ra các giải pháp SXSH Bước 4: Chọn lựa các giải pháp SXSH Bước 5: Thực hiện các giải pháp SXSH Bước 6: Duy trì SXSH III.3.1 Bước 1: Chuẩn bị Mục đích của bước này nhằm: - Thành lập được nhóm đánh giá SXSH. - Thu thập số liệu sản xuất làm cơ sở dữ liệu ban đầu. - Tìm kiếm các biện pháp cải tiến đơn giản nhất, hiệu quả nhất và có thể thực hiện ngay. III.3.1.1 Nhiệm vụ 1: Thành lập nhóm đánh giá SXSH Việc thành lập nhóm đánh giá SXSH là rất cần thiết khi triển khai Chương trình đánh giá SXSH. Các thành viên của nhóm là cán bộ của doanh nghiệp trực tiếp thực hiện nếu đã qua đào tạo và có thể có sự hỗ trợ triển khai của chuyên gia bên ngoài. Thành phần của nhóm sẽ phụ thuộc vào quy mô của doanh nghiệp, bao gồm đại diện Lãnh đạo, quản đốc, trưởng phòng, ban và nhóm các chuyên gia triển khai phụ được thành lập tùy theo thời điểm. Với doanh nghiệp nhỏ, nhóm có thể chỉ gồm đại diện lãnh đạo và quản đốc phụ trách các công việc phân xưởng chính sản xuất NPK. Các thành viên trong nhóm phải họp định kỳ, trao đổi cởi mở, có tính sáng tạo, được phép xem xét, đánh giá lại quy trình công nghệ và quản lý hiện tại cũng như đủ năng lực áp dụng triển khai các ý tưởng SXSH. Ví dụ: thông tin của công ty TNHH sản xuất phân bón X Tên công ty: Công ty TNHH sản xuất phân bón X Nhóm SXSH Họ và tên Chức vụ - Bộ phận Công việc nhóm 1 2 3 4 5 6 Lưu Thị Mỹ Hạnh Trần Thị Hạnh Nguyễn Thị Thu Hiền Lê Thị Bính Hạnh Trần Trung Hiếu Trương Thanh Huy Phó Giám đốc Trưởng phòng kỹ thuật Phó phòng kỹ thuật Cán bộ Kỹ thuật - Môi trường Quản đốc phân xưởng phân 1 Quản đốc phân xưởng phân 2 Đội trưởng Đội trưởng Phó đội trưởng Ủy viên Ủy viên Ủy viên Ngoài ra, nhóm còn có các thành viên hỗ trợ là một số kỹ thuật viên công đoạn, tài vụ, thống kê, chuyên trách an toàn vệ sinh lao động, công nhân ở vị trí thực hiện có liên quan… Thông tin sản xuất cơ bản của công ty Sản phẩm chính CS thiết kế (tấn/năm) Công suất thực (tấn/năm) Phân bón tổng hợp NPK 10.000 9.712 Nguyên nhiên liệu sử dụng Nguyên liệu chính Tấn/ năm Hoá chất Tấn/ năm - SA - Urê -Supe photphat đơn - KCL - DAP - Phụ gia 1.635 134 5.628 667 37 1.165 Lưu huỳnh Vôi bột Chất khác 47 11 5 Nước và năng lượng Khối lượng Thiết bị và phụ trợ Công suất Nước cấp Nước tự khai thác Than Dầu cho nồi hơi Dầu cho máy phát Điện lưới Điện tự sinh 3.006 m3 / năm 1.023m3 / năm 2.459 tấn / năm 45 tấn / năm 39 tấn / năm 105.343,6 Kwh / năm 583,56 Kwh / năm Nồi hơi dầu 1 Nồi hơi dầu 2 Nồi hơi than 1 Nồi hơi than 2 Máy phát điện 0,023 tấn / giờ 0,033 tấn / giờ 0,104 tấn / giờ 0,115 tấn / giờ 5,682 Kw / giờ Bảng 5. Các thông tin cơ bản Nhóm đánh giá SXSH sẽ bắt đầu quá trình đánh giá bằng việc thu thập các thông tin sản xuất cơ bản của doanh nghiệp để cùng phân tích với các thành viên trong nhóm. III.3.1.2 Nhiệm vụ 2: Phân tích các công đoạn và xác định lãng phí Khi đã có đầy đủ thông tin cơ bản về doanh nghiệp, nhóm đánh giá SXSH nên tiến hành thống nhất quy trình sản xuất hiện tại bằng cách liệt kê lại các công đoạn sản xuất chính, cụ thể là phối trộn nguyên liệu, vê viên tạo hạt, sấy, sàng, làm nguội và đóng bao sản phẩm. Thực hiện nhiệm vụ này, nhóm cần đi khảo sát lại thông tin cũng như tìm ra các cơ hội cải tiến dễ thấy, dễ làm để làm điểm khởi đầu cho đánh giá. Đây là cơ hội để rà soát lại quy trình sản xuất, thống nhất đường đi của nguyên vật liệu và đánh giá lại các tổn thất. Việc khảo sát được tiến hành bằng cách đi tham quan các phân xưởng sản xuất theo quy trình công nghệ, từ khâu nhập nguyên liệu đến bao gói sản phẩm, tham quan các phân xưởng phụ trợ như khu nồi hơi, hệ thống điện... Việc khảo sát này cần phải mang ý nghĩa tích cực, đây không phải là cơ hội để nhóm SXSH phê bình hay chỉ trích thực tế sản xuất. Các ý kiến đưa ra cuộc khảo sát nên mang tính xây dựng và gợi mở cho việc thực hiện các nhiệm vụ tiếp theo. Trong quá trình khảo sát, nhóm cần ghi lại các thông tin chính sau: - Đầu vào và đầu ra của mỗi công đoạn. Đối với đầu ra, cần ghi rõ dạng phát thải là rắn (R), lỏng (L) hay khí (K) (Hình 4). - Các quan sát về lãng phí nguyên vật liệu tại mỗi công đoạn. Đây là các quan sát ban đầu, nhóm sẽ tiếp tục khai thác các cơ hội cải tiến. Đối với các doanh nghiệp sản xuất NPK, việc quản lý nội vi cũng là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn đến tổn thất nguyên vật liệu và năng lượng (Ví dụ: Xem Bảng 6). - Chi phí cho nguyên vật liệu cơ bản, ghi lại giá nguyên vật liệu chính sử dụng để làm cơ sở tính toán tiếp theo (Ví dụ: Xem Bảng 7). Hình 4. Công đoạn sản xuất với các dòng nguyên nhiên vật liệu và phát thải Bảng 6. Hiện trạng quản lý nội vi Nguyên liệu chính Đơn giá (1000đ/tấn) Lượng sử dụng (tấn/ năm) Lượng sử dụng (tấn/tấn NPK) Chi phí (1000đ/tấn NPK) - SA - Urê -Supe photphat đơn - KCL - DAP - Phụ gia - Dầu FO - Than - Điện - Nước 3000 2670 2840 4020 1980 2090 2000 4560 1280 Kwh 7000 m3 1.635 134 5.628 667 37 1.165 87 2.459 105.343,6 (Kwh / năm) 4.029(m3/năm) 0,1636 0,0141 0,5543 0,0659 0,0047 0,1170 0,0085 0,2562 10,5578 (Kwh) 0,3004(m3/năm) 490,8 37,647 1574,212 264,918 9,306 244,53 17 1168,272 13513,984 2102,800 Bảng 7. Chi phí nguyên liệu đầu vào Rất nhiều giải pháp SXSH được đề xuất ngay từ bước này mà chưa cần sử dụng các kỹ thuật phân tích tiếp theo. Đây là các giải pháp hiển thị rõ ràng mà trước đây chưa được lưu tâm khi vận hành. Việc mời các chuyên gia bên ngoài tham gia khảo sát ở bước này sẽ mang lại hiệu quả lớn. Quản lý mặt bằng kém là nguyên nhân quan trọng sinh ra chất thải ở nhà máy sản xuất NPK. Điều đó thường bị bỏ qua và là phần đơn giản nhất, hấp dẫn nhất để bắt đầu các bước tiếp cận SXSH. Trong khi tiến hành nghiên cứu, nhóm SXSH nên chú ý đặc biệt tới các ảnh hưởng do quá trình quản lý mặt bằng sản xuất kém. Tiếp cận đánh giá SXSH ở nhà máy của nhóm đánh giá SXSH được bắt đầu bằng việc thăm phân xưởng sản xuất. Hơn nữa, rất nhiều phương án SXSH đã được xác định là những giải pháp có thể thực hiện trọng thời gian ngắn, chi phí thấp, chỉ cần những thay đổi nhỏ về thiết bị hoặc cải thiện về duy trì bảo dưỡng. Việc áp dụng những giải pháp này đã chứng minh là một khởi đầu tốt cho các cố gắng SXSH của nhà máy, khuyến khích nhà quản lý cũng như các nhân viên cố gắng hơn nữa khi tiến hành đánh giá SXSH. III.3.2 Bước 2: Phân tích các công đoạn sản xuất Mục đích của bước này có sự đánh giá thống nhất chung của nhóm về: - Quy trình sản xuất, các thông số kiểm soát - Xác định các tổn thất quan trọng trong dây chuyền sản xuất và chi phí tương ứng - Xác định đầy đủ các nguyên nhân sinh ra tổn thất đó III.3.2.1 Nhiệm vụ 3: Chuẩn bị sơ đồ dây chuyền sản xuất Việc chuẩn bị sơ đồ dây chuyền sản xuất, sơ đồ qui trình công nghệ, là một bước quan trọng trong phân tích đánh giá SXSH. Sơ đồ khối của dây chuyền sản xuất bao gồm các công đoạn sản xuất (không theo tên thiết bị) với các dòng đầu vào, đầu ra, chất thải và phát thải. Mọi nguyên nhiên vật liệu sử dụng, kể cả dùng ít cũng cần có trong sơ đồ này, vì các nguyên nhiên vật liệu đó sẽ hoặc nằm lại trong sản phẩm hoặc thất thoát theo dòng thải. Có thể phải tiến hành tham quan khảo sát nơi sản xuất một vài lần trước khi thống nhất được sơ đồ dây chuyền sản xuất dùng để sử dụng cho đánh giá SXSH. Với quy mô sản xuất lớn hoặc triển khai SXSH mang tính thí điểm, dây chuyền sản xuất chi tiết sẽ được xây dựng cho khu vực được chọn để triển khai. Các doanh nghiệp sản xuất NPK có dây chuyền sản xuất đơn giản, quy mô không lớn, việc áp dụng SXSH thường được tiến hành triển khai trên toàn bộ dây chuyền. Hình 5. Sơ đồ dây chuyền sản xuất với đầu vào và đầu ra III.3.2.2 Nhiệm vụ 4: cân bằng vật liệu và năng lượng Cân bằng vật liệu: cân bằng vật liệu thực chất là công cụ thống kê ghi lại một cách định lượng vật liệu sử dụng tại mỗi công đoạn sản xuất. Cân bằng vật liệu tốt đóng vai trò quan trọng trong đánh giá sản xuất sạch hơn vì nhờ đó có thể định lượng các tiêu hao, mất mát hoặc phát tán chưa biết. Cân bằng vật liệu tốt còn hỗ trợ việc đánh giá lợi ích của giải pháp SXSH. Nguyên tắc cơ bản của cân bằng vật liệu là nguyên nhiên vật liệu đó đi vào dây chuyền sẽ ra khỏi dây chuyền sản xuất ở một thời điểm nào đó, dưới một dạng nào đó. Vật liệu có thể được cân bằng dưới một trong hai hình thức sau: Cân bằng tổng thể: dùng cho tất cả các dòng vật liệu vào dây chuyền sản xuất. Cân bằng được tiến hành qua từng công đoạn với các biến đổi của tất cả các thành phần tham gia vào dây chuyền sản xuất. Cân bằng cấu tử: chỉ dùng một loại vật liệu hoặc cấu tử có giá trị. Theo dõi biến đổi của cấu tử này trên mỗi công đoạn. Đối với quá trình sản xuất NPK, công nghệ sử dụng ít nguyên vật liệu, có thể áp dụng cả hai phương pháp trên. Sử dụng bảng cân bằng vật liệu để ghi lại cân bằng vật liệu. Có hai cách ghi thể hiện cân bằng vật liệu: theo bảng hoặc theo quy trình công nghệ. Khi sử dụng sơ đồ quy trình công nghệ để ghi lại cân bằng vật liệu cần ghi rõ thành phần, nồng độ của từng loại vật liệu vào ra. Cân bằng vật liệu có thể dựa trên đo đạc, ghi chép của một mẻ, một ngày hoặc một năm sản xuất. Bảng cân bằng vật liệu Công đoạn Đầu vào Đầu ra Dòng thải Tên Lượng Tên Lượng Lỏng Rắn Khí Tháo dỡ, nghiền nguyên vật liệu SA Urê Supe Photphat KCl DAP Phụ gia ...kg ...kg ...kg ...kg ...kg ...kg Nguyên liệu đã nghiền ...kg Bụi ...kg Phối trộn nguyên liệu Vê viên tạo hạt Sấy Sàng Làm nguội Đóng bao Bảng 8. Mẫu bảng cân bằng vật liệu Lưu ý: không có cân bằng nào là hoàn thiện cả. Khi ghép số liệu của từng công đoạn và số liệu tổng thể của cả dây chuyền sẽ xuất hiện sai số do tính chính xác của số liệu, do tổng của nhiều dòng thải nhỏ chưa được kể đến như bay hơi, rơi vãi... mục đích của cân bằng vật liệu là tìm ra các dòng thải có lãng phí lớn nhất để đề xuất và thực hiện các biện pháp giảm thiểu. Số liệu dùng trong cân bằng vật liệu có thể được thu thập từ: sổ sách ghi chép hoặc đo đạc trực tiếp. Các số liệu sử dụng cần quy đổi cho cùng một đơn vị sản phẩm Trong cân bằng vật liệu lí tưởng nhất là có kèm thêm thông sốvề nguyên liệu hoặ dạng biến đổi mới của nguyên liệu bị mất theo dòng thải để tiện cho viêc xác định chi phí dòng thải ở bước tiếp theo. Ví dụ: Bảng cân bằng vật liệu – phân xưởng NPK (Công ty supe photphat và hóa chất lâm thao) Bảng 9. Bảng cân bằng vật liệu phân xưởng NPK Nhận xét: Nên thực hiện cân bằng vật chất cho từng công đoạn. Cân bằng tổng cho toàn bộ quá trình sản xuất như trên không giúp nhận