- LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ NUNG GỐM SỨ TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG NHẰM GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 003622C79 PHẠM THỊ HUẾ Người hướng dẫn khoa học: GS.TS ĐẶNG KIM CHI Hà nội 2009 Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin chân thành cảm ơn Viện đào tạo sau đại học, các thầy cô của Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường - Trường Đại học Bách Khoa Hà nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn thạc sỹ khoa học này. - Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tới Công ty Cổ phần thiết kế và Sản xuất gốm sứ Bát Tràng, Hiệp hội gốm sứ Bát Tràng, các cơ sở sản xuất gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng. - Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: “Đánh giá, lựa chọn công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của GS.TS Đặng Kim Chi. - Hà nội, ngày 10 tháng 11 năm 2009 HỌC VIÊN PHẠM THỊ HUẾ Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT EnTA : Đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường EIA: Đánh giá tác động môi trường EnRA: Đánh giá rủi ro môi trường LCA: Đánh giá chu kỳ sống CP: Sản xuất sạch hơn CNLH: Lò hộp nung gốm sứ CNLG: Lò gas nung gốm sứ CNLGTK: Lò gas nung gốm sứ tiết kiệm năng lượng LPG: Khí hoá lỏng TOE: Tấn dầu quy đổi TKNL: Tiết kiệm năng lượng UNEP: Chương trình môi trường liên hiệp quốc Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh giữa EnTA và các công cụ đánh giá môi trường khác.......16 Bảng 1.2. - Lượng hoá điểm tối đa để đánh giá công nghệ nung gốm cho. - 25 Bảng 2.1 Thống kê các công nghệ lò nung gốm sứ tại Bát Tràng. - 60 Bảng 3.1 Thống kê mức độ phát thải của công nghệ nung gốm sứ. - 66 Bảng 3.2 Đánh giá mức độ phát thải của công nghệ nung gốm sứ. - 66 Bảng 3.3 Đánh giá so sánh các tác động môi trường của các công nghệ. - 68 Bảng 3.5 Thống kê về nhu cầu sử dụng nhiên liệu nung gốm sứ (1 mẻ lò. - 68 Bảng 3.6 Tỷ lệ chính phẩm và điểm đánh giá của các công nghệ nung gốm sứ Bảng 3.7 Chi phí đầu tư xây mới lò hộp 32 m3. - 71 Bảng 3.10 Số liệu tính toán suất đầu tư của các hệ nung gốm sứ. - 74 Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường Bảng 3.14 Thống kê tỷ lệ chính phẩm của các công nghệ nung gốm sứ. - 75 Bảng 3.15 Yêu cầu về nhân lực để vận hành lò nung gốm sứ. - 76 Bảng 3.16 Đánh giá khả năng kỹ thuật của công nghệ nung gốm sứ. - 77 Bảng 3.17 Lượng hoá số điểm của các tiêu chí đánh giá công nghệ nung gốm sứ. - 82 Bảng 4.2 Bảng quy đổi các loại nhiên liệu Bảng 4.3 Hiệu quả của CNLG cải tiến thành CNLGTK Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất gốm sứ. - 9 Hình 1.2 Mối quan hệ giữa các thành phần trong công nghệ sản xuất. - 18 Hình 1.3 Trình tự đánh giá công nghệ sản xuất về môi trường. - 25 Hình 2.1 Đường cong nung gốm sứ. - Mô hình lò hộp nung gốm sứ Hình 2.3a. - Mặt cắt ngang của lò gas Hình 2.4 Sơ đồ cấu tạo của vòi đốt của lò gas nung gốm sứ. - 56 Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ cặp lò gas nung gốmTKNL và buồng sấy. - 56 Hình 2.7 Đường cong nung với môi trường khử Hình 2.8 Đường cong nung với môi trường oxi hoá hoàn toàn Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN. - Tổng quan về công nghệ sản xuất gốm sứ Giới thiệu chung Nguyên liệu và nhiên liệu trong công nghệ sản xuất gốm sứ Nguyên liệu Nhiên liệu Quy trình công nghệ sản xuất gốm sứ Sơ đồ dây chuyền công nghệ Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ Phương pháp luận đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường Đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường (EnTA Định nghĩa về EnTA Mục đích của EnTA Tính chất và đặc điểm của EnTA Đối tượng áp dụng của EnTA Quan hệ giữa EnTA và các công cụ quản lý môi trường khác Đánh giá tác động môi trường và EnTA Đánh giá chu kỳ sống và EnTA Đánh giá rủi ro môi trường và EnTA EnTA và sản xuất sạch hơn Trình tự đánh giá của EnTA . - Chuẩn bị cho EnTA Bước 1: Mô tả công nghệ Bước 2: Xác định các tác động môi trường Bước 3: Đánh giá các tác động sơ bộ Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 1.2.3.5 Bước 4: Đánh giá, lựa chọn công nghệ Bước 5: Kết luận và kiến nghị Hoàn thiện cho EnTA Áp dụng EnTA đối với công nghệ nung gốm sứ CHƯƠNG 2. - CÔNG NGHỆ NUNG GỐM SỨ TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG Chuẩn bị cho đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường Giới thiệu về công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng Cơ sở lý thuyết của quá trình nung gốm sứ Bước 1: Mô tả công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng Lò hộp nung gốm sứ Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của lò hộp Cân bằng vật liệu cho lò hộp Ưu, nhược điểm của lò hộp Lò gas nung gốm sứ Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của lò gas Cân bằng vật liệu cho lò gas Ưu, nhược điểm của lò gas Lò gas nung gốm sứ tiết kiệm năng lượng Nguyên lý cấu tạo và hoạt động Cân bằng vật liệu cho lò gas tiết kiệm năng lượng Ưu, nhược điểm của lò gas tiết kiệm năng lượng Bước 2: Xác định các tác động môi trường Khí thải Bụi Chất thải rắn Nước thải Ô nhiễm nhiệt Bước 3: Đánh giá các tác động sơ bộ của công nghệ nung gốm sứ CHƯƠNG 3. - ĐÁNH GIÁ, LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ NUNG GỐM SỨ TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG Bước 4: Đánh giá, lựa chọn công nghệ nung gốm sứ Tiêu chí 1: Đánh giá so sánh các tác động môi trường Tiêu chí 2: Đánh giá về nguyên liệu đầu vào Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 3.1.3 Tiêu chí 3: Đánh giá về nhu cầu sử dụng nhiên liệu Tiêu chí 4: Đánh giá về chất lượng sản phẩm Tiêu chí 5: Đánh giá về suất đầu tư Tiêu chí 6: Đánh giá về hiệu quả kinh tế Tiêu chí 7: Đánh giá về nhu cầu sử dụng nhân lực Tiêu chí 8: Đánh giá về khả năng sửa chữa, bảo dưỡng, thay thế phụ kiện và cải tiến công nghệ Lượng hoá các công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng Bước 5: Kết luận và kiến nghị CHƯƠNG 4. - Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 1 MỞ ĐẦU 1. - Như chúng ta đã biết, các làng nghề thủ công truyền thống nói chung và làng nghề gốm sứ Bát Tràng nói riêng mang đậm những nét đặt trưng của nền văn hoá Việt Nam. - Trong những năm qua, làng nghề gốm sứ Bát Tràng đã có sự chuyển biến trong việc cải tiến, chuyển đổi công nghệ nung gốm sứ nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, đồng thời cải thiện được môi trường lao động và môi trường sống cho người dân nơi đây. - Hơn nữa, các cơ sở sản xuất và người dân nơi đây vẫn chưa nhận thức sâu sắc được tầm quan trọng của việc lựa chọn công nghệ nung gốm sứ có hiệu quả. - Nhằm thuyết phục các cơ sở sản xuất lựa chọn công nghệ tối ưu, đáp ứng yêu cầu sản xuất và bảo vệ môi trường, tôi đã thực hiện đề tài: “Đánh giá, lựa chọn công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường”. - Đề tài được thự hiện trên cơ sở 2 công nghệ nung gốm sứ là công nghệ lò hộp và công nghệ lò gas, trong đó công nghệ lò gas được chia thành 2 hệ lò là lò gas nung gốm sứ và lò gas nung gốm sứ tiết kiệm năng lượng. - Mục tiêu thực hiện của Luận văn Lựa chọn được công nghệ nung gốm sứ đáp ứng yêu cầu sản xuất và bảo vệ môi trường trên cơ sở thực tiễn và phương pháp luận khoa học, góp phần phát triển Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 2bền vững các làng nghề sản xuất gốm sứ truyền thống của Việt Nam nói chung và làng nghề Bát Tràng nói riêng. - Đối tượng và phạm vi thực hiện của Luận văn Đối tượng: Chọn các cơ sở nung gốm sứ tiêu biểu, đại diện cho các hệ lò nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng để đánh giá và lựa chọn. - Từ đó, có thể áp dụng để lựa chọn công nghệ nung gốm sứ thích hợp cho các cơ sở sản xuất. - Phạm vi thực hiện: Tiến hành điều tra, khảo sát các công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng. - Từ các thông tin khảo sát, trên cơ sở phương pháp luận về đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường tiến hành lựa chọn công nghệ nung gốm sứ phù hợp với làng nghề. - Kết quả của Luận văn có thể được ứng dụng để triển khai, thực hiện tại các làng nghề gốm sứ trên cả ba miền của đất nước. - Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận văn Ý nghĩa khoa học: Dựa trên phương pháp luận về đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường và phương pháp luận cụ thể để đánh giá, lựa chọn công nghệ nung gốm sứ phù hợp góp phần phát triển kinh tế, xã hội và bảo vệ môi trường. - Ý nghĩa thực tiễn: Giúp thuyết phục các cơ sở sản xuất tại làng nghề Bát Tràng nói riêng và các làng nghề sản xuất gốm sứ nói chung lựa chọn được công nghệ nung gốm sứ mang lại hiệu quả về mặt kinh tế, kỹ thuật và đặc biệt cải thiện tốt về mặt môi trường. - Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 3CHƯƠNG 1. - Tổng quan về công nghệ sản xuất gốm sứ 1.1.1 Giới thiệu chung Hiện nay, ngành công nghiệp gốm sứ đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế của nước ta. - Ngành gốm sứ đã được phát triển từ lâu và nổi tiếng ngay từ thời nhà Lý. - Nhiều bảo tàng trên thế giới còn lưu giữ những cổ vật gốm sứ có xuất xứ từ nước ta như gốm Bát Tràng, Chu Đậu, Hội An. - Từ khi nước ta bước vào nền kinh tế thị trường, công nghệ gốm sứ đã phát triển nhanh chóng ở miền Bắc và miền nam nước ta. - Điển hình nhất phải kể đến khu vực Bát Tràng-Hà Nội và Lái Thiêu-Bình Dương nơi mà có hàng trăm doanh nghiệp gốm sứ hoạt động. - Hàng năm, các doanh nghiệp sản xuất gốm sứ xuất khẩu hàng chục triệu đô sang các nước trên thế giới và giải quyết được công việc cho hàng vạn người lao động ở các địa phương. - Thực tế, gốm sứ được phân thành nhiều loại như gốm xây dựng (gạch đỏ, ngói, gạch ốp lát, sứ vệ sinh, ống sành thoát nước), gốm gia dụng (bát cơm, đĩa, ấm chén), gốm mỹ nghệ (đôn, độc bình, tượng. - Sản phẩm gốm sứ được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp như công nghiệp xây dựng, công nghiệp luyện kim, công nghiệp điện - điện tử, công nghiệp giao thông vận tải và đặc biệt là trong sinh hoạt hàng ngày. - 1.1.2 Nguyên liệu và nhiên liệu trong công nghệ sản xuất gốm sứ Sản phẩm gốm sứ được làm từ các nguyên liệu bao gồm cao lanh, đất sét, thạch anh, fenspat… và sử dụng các loại nhiên liệu như rắn, lỏng, khí để sấy và nung sản phẩm. - Mỗi loại nguyên, nhiên liệu đều có những đặc điểm riêng và tùy thuộc vào hàm lượng, chủng loại sử dụng mà chúng tạo nên các sản phẩm gốm sứ với các tính chất kỹ thuật và mỹ thuật ưu việt. - 1.1.2.1 Nguyên liệu [15] Sản phẩm gốm sứ được cấu thành từ các thành phần chính bao gồm xương, Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 4men và chất màu, đặc điểm của từng loại như sau. - Xương gốm sứ Xương gốm sứ được chế tạo từ các nguyên liệu đầu là cao lanh, đất sét, thạch anh và fenspat. - Cao lanh đưa vào phối liệu gốm sứ với vai trò chính là cung cấp oxit nhôm nhằm nâng cao cường độ cơ học cho sản phẩm. - Đất sét: Đất sét cũng là một loại nguyên liệu tự nhiên có nguồn gốc hình thành giống cao lanh nhưng có độ dẻo cao hơn nên nó được đưa vào phối liệu gốm sứ nhằm mục đích nâng cao độ dẻo cho phối liệu trong quá trình tạo hình và nâng cao cường độ cho sản phẩm mộc. - Thạch anh: Thạch anh đưa vào phối liệu xương gốm sứ ở dạng đá thạch anh với hàm lượng SiO2 > 98%, Fe2O3 + TiO2 < 0,2%. - Fenpat: So với đất sét, cao lanh và thạch anh thì fenphat có nhiệt độ chảy thấp hơn nên Fenpat đưa vào phối liệu gốm sứ với mục đích chính là tạo thành pha lỏng ở nhiệt độ thấp nhằm giảm nhiệt độ nung cho phối liệu. - Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 5* Men gốm sứ Men gốm sứ là một lớp mỏng dạng thuỷ tinh với chiều dày 0,1 ÷ 0,3 mm được phủ trên xương gốm. - Men gốm sứ gồm các loại khác nhau như men màu, men trong và men đục. - Chất màu gốm sứ Chất màu gốm sứ là các loại aluminat, silicat, photphat, molipđat, vonframat và vanađat… Ngoài ra, còn có chất màu chứa vàng mà màu của nó là do các hạt keo vàng tạo nên. - Tổng điểm đạt > 70 điểm - Khuyến khích các cơ sở nung gốm sứ áp dụng. - Tổng điểm đạt từ 50 ÷ 70 điểm - Các cơ sở nung gốm sứ có thể áp dụng. - Tổng điểm < 50 điểm - Không nên áp dụng công nghệ nung gốm sứ này. - Bước 5: Kết luận và kiến nghị: Trên cơ sở đánh giá, lựa chọn, đưa ra kết luận và nhận xét về công nghệ nung gốm sứ đã được lựa chọn, kiến nghị để triển khai áp dụng công nghệ vào sản xuất và từ đó có thể nhân rộng phạm vi ứng dụng. - Đồng thời, có ý kiến nhận xét về công nghệ nung gốm sứ không được lựa chọn hoặc công nghệ nung gốm sứ có thể được lựa chọn. - Đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu các tác động đến môi trường và sức khoẻ con người sao cho có hiệu quả đối với các công nghệ nung gốm sứ được lựa chọn để nghiên cứu. - Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 27CHƯƠNG 2. - CÔNG NGHỆ NUNG GỐM SỨ TẠI LÀNG NGHỀ BÁT TRÀNG Trong công nghệ sản xuất gốm sứ nói chung thì công đoạn nung sản phẩm đóng vai trò rất quan trọng, nó quyết định phần lớn đến các tính chất kỹ thuật, mỹ thuật của sản phẩm. - Vì vậy, để có thể đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường cần tìm hiểu kỹ về các công nghệ nung gốm sứ hiện nay, cơ sở lý thuyết, các vấn đề môi trường và công nghệ, thiết bị của quá trình nung gốm sứ trong chương này. - 2.1 Chuẩn bị cho đánh giá công nghệ sản xuất theo khía cạnh môi trường 2.1.1 Giới thiệu về công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng Làng nghề Bát Tràng là một làng gốm cổ truyền và nổi tiếng của Việt Nam được hình thành từ thế kỷ XV. - Làng nghề Bát Tràng có diện tích 164 ha với dân số khoảng 7.790 người ở trong 1.750 hộ gia đình, trong đó có khoảng 65÷70% hộ gia đình tham gia sản xuất gốm sứ [13]. - Công nghệ sản xuất gốm sứ của làng nghề Bát Tràng cũng tuân theo quy trình chung của công nghệ sản xuất gốm sứ. - Với công nghệ này thì năng suất sản phẩm sau nung đạt khoảng 65 ÷ 70% và thời gian nung gốm kéo dài (28÷30 giờ/mẻ). - Tuy nhiên, thực tế Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 28giá của nhiên liệu ngày càng tăng cao và tỷ lệ các phế phẩm vẫn còn tương đối lớn nên đến năm 2006, làng nghề Bát Tràng tiếp tục cải tiến lò gas nung gốm sứ thành lò gas “tiết kiệm năng lượng”. - Với công nghệ nung gốm sứ này, thời gian nung chỉ còn khoảng 12 ÷ 14 giờ/mẻ, tiết kiệm được khoảng 20 ÷ 30% lượng gas tiêu tốn, đặc biệt chất lượng thành phẩm đạt hơn 90÷95% [7]. - Chính sự thay thế và phát triển công nghệ nung gốm sứ trong thời gian qua cũng đồng nghĩa với việc thay đổi chất lượng của sản phẩm. - Sự thay đổi này được thể hiện: Khi nung gốm sứ bằng lò hộp sản phẩm chủ đạo là các loại gạch gốm xây dựng, chậu cảnh, gốm gia dụng chất lượng thấp. - Từ khi thay thế bằng lò gas nung gốm sứ thì sản phẩm ngày càng đa dạng về chủng loại và mẫu mã, đồng thời tăng đáng kể cả về sản lượng cũng như chất lượng. - Đến nay, các sản phẩm gốm sứ của làng nghề đã được xuất khẩu đi nhiều nước trên thế giới như Đức, Nhật, Canada… với số lượng ngày càng tăng. - Theo thống kê của Hiệp hội gốm sứ Bát Tràng và Công ty Cổ phần Thiết kế và gốm sứ Bát Tràng số lượng các hệ lò nung gốm sứ tồn tại ở làng nghề Bát Tràng cụ thể như sau: Bảng 2.1 Thống kê các công nghệ lò nung gốm sứ tại Bát Tràng Số lượng lò năm, lò Hệ lò nung gốm sứ Dung tích lò m m Lò hộp Dung tích khác (m m m3 30 42 48 Lò gas Dung tích khác (m m m3 0 12 17 Lò gas tiết kiệm năng lượng Dung tích khác (m Nguồn: Hiệp hội gốm sứ Bát Tràng và Công ty Cổ phần Thiết kế và Sản xuất gốm sứ Bát Tràng – 2009) Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 29Từ bảng thống kê trên chúng ta thấy rằng hiện làng nghề Bát Tràng vẫn còn tồn tại khoảng 150 lò hộp. - Chính vì vậy, trong những năm tới cần phải có những biện pháp nhằm thuyết phục các cơ sở sản xuất này chuyển đối sang công nghệ nung gốm sứ đáp ứng yêu cầu sản xuất và bảo vệ môi trường. - 2.1.2 Cơ sở lý thuyết của quá trình nung gốm sứ [15] Công đoạn nung sản phẩm là công đoạn phức tạp nhất trong công nghệ sản xuất gốm sứ. - Có thể chia quy trình nung gốm sứ thành các giai đoạn theo đường cong nung như hình 2.1. - Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 30 Hình 2.1 Đường cong nung gốm sứ - Giai đoạn đốt nóng (2): t C Ở giai đoạn này, nước hoá học trong cấu trúc sản phẩm mộc được thoát ra ngoài và các chất hữu cơ cũng được đốt cháy. - Trong đó: (4) Giai đoạn lửa khử (1) Giai đoạn sấy (5) Giai đoạn lưu lửa trung tính (2) Giai đoạn đốt nóng (6) Giai đoạn làm lạnh nhanh (3) Giai đoạn hãm lửa oxy hoá (7) Giai đoạn làm lạnh chậm Nhiệt độ Thời gian tmax100 – 2000CHình 2.1 Đường cong nung gốm sứ Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 31 - Giai đoạn lửa khử (4): t = 10500C ÷ tmax. - Sự biến đổi thể tích trong khi làm lạnh và sự Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 32chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp vật liệu có thể gây nên các ứng suất làm nứt vỡ sản phẩm. - Đối với công nghệ nung trong con thoi (lò gas) thì các giai đoạn của quá trình nung diễn ra đồng thời tại các vị trí khác nhau của lò. - Quá trình đốt lò được điều khiển bằng các vòi đốt và bộ đồng hồ, can nhiệt nên có thể kiểm soát và điều khiển được chế độ nung, nhiệt độ nung, môi trường nung ...Chính vì vậy, chất lượng sản phẩm cao hơn rất nhiều so với công nghệ nung gốm sứ trong lò hộp. - 2.2 Bước 1: Mô tả công nghệ nung gốm sứ tại làng nghề Bát Tràng Làng nghề Bát Tràng là làng nghề truyền thống chuyên sản xuất các mặt hàng gốm sứ mỹ nghệ. - Quy trình sản xuất nói chung cũng như quy trình nung gốm sứ nói riêng có những nét đặc thù gắn với mô hình sản xuất nhỏ lẻ tại làng nghề. - Quy trình công nghệ của ba hệ lò này được trình bày cụ thể như sau: 2.2.1 Lò hộp nung gốm sứ 2.2.1.1 Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của lò hộp [8. - Đáy lò Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 33có gầm lò và ghi lò để tạo buồng đốt nhóm lò và cấp không khí trong quá trình đốt lò, khói thải sẽ thoát ra ngoài qua đỉnh lò. - Mô hình lò hộp nung gốm sứ * Nguyên lý hoạt động Nhiên liệu sử dụng để đốt lò là than cám 5 và củi nhóm lò. - Qua khảo sát tại làng nghề Bát Tràng thấy rằng, lò hộp có dung tích 32m3 là loại phổ biến và lượng sản phẩm sếp mỗi mẻ lò tương đương với lò gas dung tích 9m3 nên trong trường hợp này, lò hộp dung tích 32m3 của cơ sở sản xuất gốm sứ Vân Thủy (Xóm 5, Bát Tràng, Gia Lâm, Hà nội) được lựa chọn để tính toán với các thông số đầu vào cho 1 mẻ lò như sau: Bảng 2.2 Các thông số đầu vào của lò hộp dung tích 32m3 TT Đại lượng Ký hiệu Trị số Đơn vị 1 Khối lượng trung bình của một sản phẩm mộc vào lò (bát cơm) M 0,3 Kg 2 Độ ẩm của sản phẩm mộc vào lò WMộc 1 %kl 3 Số lượng sản phẩm nung trong 1 mẻ lò Q 3600 sp/mẻ lò 4 Lượng mất khi nung của sản phẩm nung MKN 5 %KL 5 Lượng phế phẩm trung bình mỗi mẻ nung PP 30 %KL 6 Khối lượng trung bình của một bao nung MB 0,6 Kg 7 Số lượng bao nung trong 1 mẻ lò QB 3600 tấm/mẻ lò 8 Phần trăm bao nung bị hỏng sau 1 mẻ nung y 10 %KL 9 Khối lượng than khô đốt trong một mẻ lò GT 3200 kg/mẻ lò 10 Phần trăm C chuyển hoá thành CO t 30 % khối lượng 11 Khối lượng củi nhóm 1 mẻ lò GCui 250 kg/mẻ lò 12 Phần trăm củi chưa cháy hết c 20 % khối lượng (Nguồn: cơ sở sản xuất gốm sứ Vân Thủy – 4/2009) Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 35Dựa vào nguyên lý hoạt động của lò hộp nung gốm sứ ta có thể thiết lập phương trình cân bằng vật chất như sau. - Tổng lượng khí thải: GKT [kg/mẻ lò] Lò hộp nung gốm sứ Dòng ra. - Sản phẩm mộc - Bao nung - Than cám 5 - Củi nhóm lò - Không khí Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 36 Tính toán cân bằng vật chất vào và ra cho lò hộp nung gốm - Lượng vật chất nạp vào lò 1- Sản phẩm mộc (bát cơm): Tổng khối lượng của sản phẩm mộc khô vào lò: GgốmV = M*Q*(1-WMộc) [kg/mẻ lò] Trong đó: M - khối lượng trung bình của một sản phẩm mộc vào lò, M = 0,3 kg/sp. - Khối lượng củi cần để nhóm một mẻ lò: GCủi = 250 kg/mẻ lò 5- Không khí: Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường 37Lượng không khí cần thiết để đốt cháy nhiên liệu có thể xác định bằng cách tính lượng oxy cần thiết từ các phản ứng cháy: Các phản ứng xảy ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu như sau. - Hàm lượng của O2 và N2 trong không khí: Người thực hiện: Phạm Thị Huế Khoá Luận văn thạc sỹ khoa học Viện Khoa học và Công nghệ môi trường O22===KKOρρ [%KL] %N KL
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt