Xử lý khí thải nhà máy sản xuất xi măng

Xi măng là vật liệu nhân tạo lớn nhất thế giới, nhưng nó lại có mối liên hệ chặt chẽ với hiện tượng biến đổi khí hậu. Khí nhà kính CO2 làm gia tăng nhiệt độ trái đất khiến nhiệt độ trung bình của thế giới tăng lên đáng kể.

Sự thay đổi này đã làm thay đổi cuộc cách mạng cải cách công nghiệp với quy mô rộng lớn tại các nhà máy sản xuất xi măng. Vậy thay đổi đó là gì, cùng Công ty môi trường Hợp Nhất tìm hiểu ngay nhé!

Giải pháp sản xuất xi măng mới

Khi ngành công nghiệp xi măng mở rộng, quá trình sản xuất vượt xa khả năng đối phó với khí thải độc hại môi trường. Phần gây ô nhiễm nhất là sản xuất clinker khi nguyên liệu thô như than đá, đất sét, đá vôi nung nóng trong lò. Từ việc gây ô nhiễm môi trường thúc đẩy các nhà máy chuyển sang lò nung sạch hơn, thân thiện với môi trường hơn.

Các nhà máy sản xuất xi măng phát thải khí thải cacbon – khí nhà kính lớn nhất trên toàn cầu. Ngành này cung cấp vật liệu xây dựng hàng đầu thế giới, là nguồn phát thải khí nhà kính, chiếm khoảng 8% tổng lượng phát thải chính. Vừa qua, giải pháp sản xuất vật liệu loại bỏ hoàn toàn khí thải tạo ra nhiều sản phẩm hữu ích.

Hàng tỷ tấn được sản xuất mỗi năm, đồng nghĩa với việc hàng tỷ tấn CO2 phát sinh ra ngoài môi trường. Khi số lượng tòa nhà tăng gấp đôi trong tương lai, quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ vào năm 2060 thì việc hạn chế phát thải khí CO2 rất quan trọng.

Thách thức để giảm khí cacbon của vật liệu, người ta nghĩ ra quy trình điện hóa thay thế sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Xi măng sản xuất tiêu chuẩn được làm bằng cách nghiền đá vôi, trộn với cát và đất sét ở nhiệt độ cao. Quy trình này tạo ra cacbon dioxit từ đốt than và khí thải từ việc nung nóng.

Với quy trình mới sẽ loại bỏ hoặc giảm đáng kể những tác động trên. Cách tiếp cận mới giúp loại bỏ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, thay thế điện thành nguồn năng lượng sạch, dễ tái tạo với chi phí thấp hơn.

Quá trình tạo xi măng mới

Trong các giải pháp xử lý khí thải thì công nghệ điện phân gây ra nhiều phản ứng hóa học, pin được nối với 2 điện cực tạo ra bọt khí oxy từ điện cực và bong bóng hydro từ điện cực còn lại. Điện cực tạo oxy của máy điện phân hình thành axit, trong khi điện cực hydro tạo bazo.

Đá vôi từ quy trình mới nghiền thành bột hòa tan trong axit. Lượng cacbon dioxit có độ tinh khiết cao được giải phóng, vôi kết tủa dạng rắn. Sau đó, canxi hydroxit được xử lý tại một bước khác để tạo ra xi măng, chủ yếu canxi silicat.

Cacbon dioxit cô đặc tạo ra nhiều sản phẩm có giá trị như nhiên liệu lỏng thay thế xăng, hoặc dùng để thu hồi dầu, đồ uống có ga. Trong khi đó, cacbon dioxit thải ra từ nhà máy xi măng gây ô nhiễm môi trường với oxit nito, oxit lưu huỳnh, cacbon monoxit.

Nỗ lực giảm 0% phát thải khí CO2

Thay đổi công thức sản xuất xi măng để lò nung hoạt động hiệu quả hơn, cung cấp năng lượng bằng nhiên liệu sinh học hoặc sử dụng chất thải để giảm lượng khí cacbon. Trong khi đó, hơn 1/2 khí thải phát sinh chủ yếu từ việc sản xuất thành phần Clinker. Và CO2 là sản phẩm phụ trong phản ứng hóa học chỉ thay đổi khi sử dụng nhiên liệu mới hoặc tăng hiệu suất nhà máy.

Tỷ lệ clinker của xi măng giảm bớt bằng cách trộn vật liệu thay thế như tro (sản phẩm phụ từ quá trình đốt than). Một nhà máy sản xuất ở Đức nghiên cứu và phát triển công nghệ với quy trình mới phù hợp với mục tiêu trong Thỏa thuận Paris. Họ hướng đến việc hấp thụ CO2 bằng cách tái sử dụng cacbon thành bê tông cung ứng cho các công trình xây dựng.

Nhà máy này hiện đang hướng đến việc xây dựng nhà máy xi măng không cacbon đầu tiên trên thế giới. Họ thay thế 70% việc sử dụng nhiên liệu, giúp giảm 1/3 tổng lượng phát thải CO2.