Nhà sản xuất xi măng Na Uy Norcem, một thành viên của tập đoàn toàn cầu HeidelbergCement, muốn làm nhiều hơn nữa cho môi trường và thải ra ít chất ô nhiễm hơn nữa. Để đảm bảo rằng mọi thứ được thực hiện theo các yêu cầu pháp lý đối với các giá trị giới hạn thấp, các thiết bị đo bụi cải tiến của SICK thực hiện nhiệm vụ đo quyết định sau bộ lọc khí thải.
Giọt nước hay hạt bụi? Chỉ có tầm nhìn xuất sắc mới có thể phân biệt được chúng. Đó là lý do tại sao có những dụng cụ đo chuyên dùng để đo nồng độ bụi trong khí ẩm. Tuy nhiên, không phải tất cả các thiết bị đo bụi đều kiểm soát một cách đáng tin cậy để đảm bảo tuân thủ các giới hạn phát thải . Khí thải sau hệ thống máy chà sàn thường rất lạnh và bão hòa nước. Thực tế này thách thức công nghệ đo lường.
Những điều tuyệt vời đang được thực hiện ở Vùng Bắc Cực. Ở giữa vùng đất xa xôi khắc nghiệt của Na Uy, nhà máy xi măng ở cực bắc thế giới – và là nhà máy duy nhất trong bán kính 1.000 km – đang đảm nhận một nhiệm vụ đáng chú ý. Norcem Kjøpsvik sản xuất xi măng cho thị trường trong nước. Điều này thường không dễ dàng. Các tuyến đường hướng 68 độ Bắc rất cồng kềnh và tốn thời gian. Do khoảng cách xa, dây chuyền quy trình và thiết bị phải hoạt động hoàn hảo. Ngoài ra, đá vôi chứa nhiều muối đã gây ra nhiều vấn đề trong quá khứ. Hàm lượng lưu huỳnh quá cao và nhà máy ngày càng vượt quá giới hạn phát thải cho phép. Đá vôi được khai thác từ mỏ đá liền kề. Điều này có nghĩa là khoảng cách ngắn có ý nghĩa kinh tế. Bây giờ một suy nghĩ lại mang tính xây dựng đã được kêu gọi. Trước hết, Norcem đã thay đổi kế hoạch khai thác và khai thác đá vôi có hàm lượng lưu huỳnh thấp từ các khu vực khác, điều này đã kéo dài đáng kể khoảng cách vận chuyển. Về lâu dài, đây không phải là một thay đổi bền vững và do đó chỉ là giải pháp tạm thời. Tuy nhiên, tình hình thay đổi đột ngột, khi Norcem có thể đầu tư vào một nhà máy khử lưu huỳnh bằng khí thải (FGD) dựa trên máy lọc nước biển với sự hỗ trợ của quỹ môi trường tiểu bang Miljøfondet. Công nghệ này được sử dụng để loại bỏ SO2 từ khí thải với tốc độ tách cao. Điều này làm cho việc khai thác vôi ở mỏ đá vôi liền kề có thể hoạt động trở lại. Kể từ đó, công nghệ cảm biến bụi của SICK đã được đo tập trung trong khí ẩm, xác nhận giới hạn phát thải của Norcem Kjøpsvik, hiện nằm trong phạm vi màu xanh lá cây.
Báo cáo khí thải
Khí thải sạch và các giá trị giới hạn phát thải phù hợp là nền tảng của sự thành công. Hệ thống làm sạch khí đã sẵn sàng hoạt động trong thời gian ngắn. Hợp đồng với nhà cung cấp thiết bị đã được ký kết vào mùa thu năm 2017, công việc lắp đặt bắt đầu vào mùa hè năm 2018 và vận hành thử nghiệm nóng diễn ra vào tháng 5 năm 2019. Trong khi đó, hơn 95% lượng sulfur dioxide được rửa sạch. SO 2 tối đa nồng độ tại đầu ra ngăn xếp được giới hạn ở mức <50 mg / m³, đây là một giá trị tuyệt vời. Nhà máy chỉ sử dụng nước biển thay vì chất hấp thụ hóa học. Tuy nhiên, điều này thách thức việc đo nồng độ bụi liên tục. Giọt nước là gì? Hạt bụi là gì? Trong ống dẫn khí ướt, không thể phân biệt được với các thiết bị tiêu chuẩn. Do đó, các giá trị đo không chính xác của các thiết bị như vậy cũng không được chấp nhận để báo cáo phát thải. Mặt khác, hiệu suất đo của máy theo dõi bụi từ SICK đi trước tiêu chuẩn nhiều năm ánh sáng, vì vậy FWE200DH được thiết kế đặc biệt cho các điều kiện đo khó khăn như thế này.
Đo bụi ở mức tốt nhất
Theo nguyên lý quang học, cường độ ánh sáng tán xạ quyết định nồng độ bụi. Các giọt nước gây nhiễu phải được loại bỏ trước khi đo. Các FWE200DH chiết xuất khí đốt mẫu từ dòng khí xả. Trong hệ thống đường vòng, các giọt nước bay hơi để chúng không còn cản trở phép đo chính xác. Khí thải chảy ngược vào ống dẫn khí sau khi đo. các FWE200DH đo lường trong nhiều ứng dụng và ngành công nghiệp trên toàn thế giới, nhưng các điều kiện lắp đặt đặc biệt tại Norcem Kjøpsvik là một thách thức mới đối với nhóm phân tích hạt của SICK. Điều kiện không gian hình học chật hẹp trong mặt bích lắp đặt khiến việc sử dụng một đầu dò khí đo thông thường để khai thác khí thải là không thể.
Một số đo bụi ướt … và một số đo bụi khô
Ngoài các chất bay hơi lưu huỳnh cao từ nguyên liệu thô, lượng clo đầu vào cao từ các nhiên liệu thay thế cũng gây ra các vấn đề trong sản xuất xi măng.
Không chỉ khí bay hơi lưu huỳnh có liên quan đến khí hậu. Trong nguyên liệu và nhiên liệu có nhiều chất ô nhiễm do quá trình pyro thải ra. Ngoài tỷ lệ lưu huỳnh dễ bay hơi từ nguyên liệu thô, lượng clo đầu vào cao từ các nhiên liệu thay thế cũng gây ra các vấn đề trong sản xuất xi măng. Việc chuyển sang sử dụng nhiên liệu thay thế bằng sinh khối làm giảm lượng khí thải carbon dioxide, nhưng đổi lại thường làm tăng lượng clo đầu vào và nguy cơ tắc nghẽn trong các lốc xoáy.
Bộ lọc vải là một công nghệ lọc đặc biệt hiệu quả và được sử dụng thường xuyên. Khí thải chứa đầy bụi chảy vào buồng lọc và đi qua một số túi lọc. Các hạt thô rơi vào phễu bằng trọng lực. Các hạt mịn tích tụ trên bề mặt của môi trường lọc có thể thẩm thấu và tạo thành một lớp bụi, thường được gọi là bánh lọc. Khí nén định kỳ làm sạch bánh lọc này. Tuy nhiên, theo thời gian, các lỗ nhỏ có thể hình thành trên vải. Kết quả là, khí đi vào không khí thải không được lọc và làm xấu các giới hạn phát thải.
Đo bụi dễ dàng
Để ngăn điều này xảy ra, biện pháp sử dụng DUSTHUNTER SB30 đo sau khi bỏ qua lọc. Thiết bị đo bụi báo theo thời gian thực, báo hiệu khi bộ lọc bị hỏng. Nguyên tắc đo ánh sáng tán xạ – trong trường hợp này là tán xạ ngược – giám sát liên tục và không bị ảnh hưởng bởi tốc độ dòng chảy hoặc điện tích hạt bụi. Đây là một lợi thế quan trọng so với các phương pháp đo khác. Chức năng tự giám sát đặc biệt thân thiện với người dùng. Các chu kỳ kiểm tra tự động làm giảm yêu cầu bảo trì và đảm bảo rằng các quy trình chạy trơn tru. Norcem Kjøpsvik cũng cho thấy việc cài đặt và vận hành dễ dàng. Sau một vài giờ, DUSTHUNTER đã sẵn sàng để bắt đầu hoạt động. Thiết bị đo bụi chỉ được gắn trên ống xả ở một bên. Nỗ lực bổ sung cho các căn chỉnh đặc biệt, theo yêu cầu đối với máy phân tích bụi truyền qua kênh, đã được loại bỏ hoàn toàn. Vì DUSTHUNTER SB30 này không có đầu dò đo, do đó tuổi thọ của thiết bị được đảm bảo lâu hơn. Điều này là do khí nén mạnh sẽ tấn công một đầu dò và kết quả là giảm ăn mòn và mài mòn.
Hiệu quả và lợi nhuận của nhà máy ở Kjøpsvik đã tăng lên đáng kể – không chỉ ở bộ trao đổi nhiệt mà còn ở toàn bộ hệ thống làm sạch khí thải. Nhiều năm trước đó, SICK đã cung cấp máy phân tích khí cho lò quay Norcem Kjøpsvik. Norcem cũng quyết định sử dụng công nghệ đo bụi từ SICK. Erik Nilsen, Giám đốc bảo trì NORCEM AS: “Về thiết bị phân tích bụi, không có nhiều điều để nói. Chúng tôi giám sát thiết bị mỗi tuần thứ tư và chúng tôi chưa gặp sự cố nào kể từ khi lắp đặt chúng”.
