Sản xuất phân lân nung chảy, là một trong những ngành sản xuất nhiều độc hại và nếu không xử lý kịp thời sẽ để lại hậu quá rất nghiêm trọng với bản thân công nhân và môi trường sinh thái xung quanh. Hiện hay ở Ninh Bình, việc sản xuất phân lân nung chảy để cung cấp cho nông dân trên địa bàn tỉnh và những tỉnh lân cận, phần lớn do Công ty cổ phần Phân lân Ninh Bình đảm nhiệm.

Với cường độ sản xuất lớn, khối lượng sản phẩm nhiều việc xử lý môi trường đòi hỏi phải được tiến hành gắt gao. Bởi nguyên lý sản xuất phân lân nung chảy, nguyên liệu bao gồm: quặng Apatit, quặng Séc pentin, quặng Sa thạch. Nhiên liệu để nấu chảy quặng là than Antracit. Phối liệu quặng Apatit, quặng Séc pentin được cân định lượng theo tỷ lệ đã tính toán cùng với than Antracit nạp vào lò cao từ trên đỉnh lò, hệ thống gió nóng được cấp từ bên thân lò. Trong lò xảy ra quá trình đốt cháy than cung cấp một lượng nhiệt rất lớn (nhiệt độ 1400⁰C-1450⁰C) làm nóng chảy toàn bộ phối liệu quặng. Phối liệu quặng nóng chảy được tháo ra hai cửa 2 bên dưới đáy lò và đồng thời được làm lạnh đột ngột bằng nước có lực cao tạo ra bán thành phẩm lân nung chảy. Bán thành phẩm lân được sấy khô tạo thành lân dạng hạt, đem nghiền nhỏ tạo thành lân dạng bột.

Trong quá trình sản xuất lân nung chảy bằng công nghệ lò cao còn tồn tại một số vị trí phát sinh khói ô nhiễm (CO, SO­­­­­­­­­₂. H₂S...) ra ngoài môi trường, đó là: vị trí 2 cửa tháo liệu, hệ thống lỗ thước thăm liệu trên đỉnh lò và hệ thống ống lồng côn phễu nạp liệu tại đỉnh lò. Nên khu vực xung quanh lò cao vẫn còn phát hiện ra các mùi khí lò cao.

Là người trực tiếp công tác tại Công ty Cổ phần Phân lân Ninh Bình, nắm rõ những hạn chế nói trên và mong muốn tìm ra giải pháp khắc phục. Nhóm kỹ sư do tác giả Phạm Mạnh Ninh đại diện đã cố gắng nghiên cứu và đưa ra giải pháp: lắp đặt cơ cấu thu hồi và xử lý triệt để khí phát tán cửa lò, đỉnh lò, không còn phát tán khí ra môi trường. Với ý tưởng sử dụng chụp hút, quạt hút cưỡng bức để thu hồi khí ô nhiễm phát tán tại các vị trí phát sinh ở lò cao để xử lý làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường tại lò cao sản xuất phân lân nung chảy.

Giải pháp này được thiết kế như sau:

Thiết kế chế tạo lắp đặt chụp hút thu khí tại vị trí 2 cửa ra liệu đảm bảo hút khí hiệu quả, đảm bảo thao tác cửa ra liệu thuận lợi, không ảnh hưởng đến thao tác vận hành cửa ra liệu lò cao. Chụp hút cửa được chế tạo bằng thép tấm dày 3mm bên trong được hàn râu bằng thép phi 6 ép lưới trát bảo vệ bằng vữa xi măng chịu nhiệt. Trên thân chụp có cửa thao tác trượt trên ray, có thể đóng mở dễ dàng, thuận tiện cho việc thao tác cửa ra liệu.

Thiết kế chế tạo lắp đặt chụp hút thu khí tại vị trí đỉnh lò cao đảm bảo hút khí triệt để, đảm bảo không ảnh hưởng đến sự hoạt động của cơ cấu nạp liệu đỉnh lò. Chụp thu khí đỉnh lò được chế tạo bằng thép tấm 3mm bao kín phần đỉnh lò, khung tời Skip để đảm bảo hút khí tốt. Phần lên xuống thùng tời dùng rèm che bằng băng tải cao su để đảm bảo kín khít.

Thiết kế chế tạo lắp đặt hệ thống đường ống công nghệ từ các chụp hút tới quạt và hệ quạt hút đảm bảo áp lực hút, lưu lượng hút lớn hơn áp lực và lưu lượng khí phát sinh tại cửa lò, đỉnh lò. Hệ đường ống thu khí đến quạt được chế tạo bằng thép dày 3mm đường kính phi 350. Hệ quạt được thiết kế, chế tạo đảm bảo các thông số chính: lưu lượng 10.000m³/giờ, cột áp 200mmH₂O.

Thiết kế chế tạo lắp đặt hệ thống tháp rửa, hệ thống đường ống công nghệ tại tháp đến lò đốt và mương khói. Tháp rửa được chế tạo bằng thép tấm 8mm đường kính phi 900 chiều cao 6m hệ đường ống ra tháp chế tạo bằng théo tấm dày 3mm đường kính phi 450. Trên thân tháp bố trí 5 hàng vòi phun sử dụng loại vòi phun Yamaguchi OJJ3 để tăng hiệu quả rửa sạch khí.

Với giải pháp này của nhóm tác giả sẽ góp phần thu hồi triệt để khí phát tán khu đỉnh lò, cửa lò; xử lý triệt để khí ô nhiễm phát sinh. Từ đó góp phần cải thiện điều liện làm việc cho công nhân lao động thao tác tại vị trí cửa ra liệu cụ thể: giảm bị bán thành phẩm phân lân nóng chảy bắn vào người, giảm ô nhiễm không khí khu vực làm việc, giảm nhiệt độ khu vực làm việc.

Với những ưu việt mà giải pháp đem lại từ năm 2012 Công ty cổ phần Phân lân Ninh Bình đã đưa giải pháp này vào áp dụng trên thực tế và hiệu quả đã được trực tiếp kiểm tra. Hiện nay trên cả 3 nhà máy phân lân nung chảy của Việt Nam chỉ có duy nhất Công ty cổ phần phân lân Ninh Bình sử dụng giải pháp hút, xử lý khí thải phát sinh tại cửa lò, đỉnh lò. Điều này minh chính cho tính mới, tính sáng tạo của giải pháp trong việc khắc phục tình trạng ô nhiễm trong sản xuất phân lân nung chảy và nhóm tác giả cũng mong muốn giải pháp được áp dụng rộng rãi góp phần giảm chi phí trong sản xuất phân lân và đảm bảo môi trường làm việc của công nhân cũng như môi trường xung quanh các nhà máy phân lân nung chảy.

Phạm Anh