10 nguyên tắc hiệu quả năng lượng trong sản xuất gạch nung

Hiệu quả năng lượng trong xây dựng đang trở thành một xu hướng quan trọng của thế giới hiện nay. Tuy nhiên, việc tăng cường tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất các loại vật liệu xây dựng vẫn chưa được chú ý đúng mức, đặc biệt là trong ngành sản gạch. Vậy đâu là giải pháp cho vấn đề này? Dưới đây là 10 nguyên tắc giúp các nhà sản xuất gạch có thể tăng cường hiệu quả năng lượng trong nhà máy của mình, theo nghiên cứu của Chương trình Hành động thực tiễn, Trung tâm Schumacher, vương quốc Anh.

1. Xây dựng lò nung kích thước lớn:

Kích thước ở đây được hiểu là tỷ lệ giữa thể tích của lò và diện tích bề mặt. Tỷ lệ này càng lớn thì hiệu quả năng lượng càng cao. Điều này hoàn toàn dễ hiểu bởi bề mặt tiếp xúc với không khí là một trong những nguyên nhân lớn nhất gây ra tình trạng thất thoát năng lượng. Thử nghiệm cho thấy, việc nung gạch tại hai lò có thể tích tương đồng song có diện tích

2. Lò hình vuông có hiệu quả năng lượng cao hơn lò hình chữ nhật:

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, cùng một thể tích, các lò nung hình chữ nhật bao giờ cũng có hiệu quả năng lượng thấp hơn lò nung hình vuông, do có diện tích làm mát lớn hơn. Ví dụ, với một lò có công suất 20 nghìn viên gạch một năm, diện tích làm mát trong thiết kế lò hình chữ nhật là 92,57 m2 ở mặt trên và 48,21 m2 ở các mặt bên, trong khi đó, diện tích làm mát của lò có thiết kế hình vuông chỉ là 65,34 m2 ở mặt trên và 43,56 m2 ở các mặt bên, nhờ đó tiết kiệm được khoảng 16% năng lượng.

3. Cải thiện lớp cách nhiệt cho lò:

Nhiệt lượng hao phí có thể sinh ra từ nắp đậy của lò, thành lò và thậm chí là cả đáy lò. Vì vậy, việc trát bùn hay xây thêm một lớp thành dày với không khí ngăn ở giữa là những cách đơn giản mà hiệu quả để giúp lò nung trở nên tiết kiệm năng lượng hơn.

4. Giảm thiểu những khoảng trống ngăn cách giữa nhiên liệu và gạch chưa nung:

Việc chất đống than củi vào hầm lò nung sẽ không đem lại hiệu quả năng lượng tối ưu khi những khoảng không khí giữa những thanh củi này sẽ làm thất thoát một lượng lớn nhiệt năng. Để giải quyết vấn đề này, doanh nghiệp có thể sử dụng những cách đơn giản như trộn toàn bộ than củi vào hỗn hợp đất sét để lấp kín những khoảng trống, đồng thời nhét thêm rơm rạ vào lỗ hổng trong các viên gạch để tăng cường hiệu quả nung nóng.

5. Lò nung liên hoàn thay thế lò nung gián đoạn:

Trong các lò nung liên hoàn, nhiệt thải từ khâu trước có thể được dùng để sấy sơ bộ gạch chưa nung. Điều này vừa giúp giảm thiểu lượng nhiệt năng hao phí ra môi trường vừa thúc đẩy quá trình nung gạch sau này diễn ra nhanh hơn do độ ẩm trong gạch đã được loại trừ phần nào. Mặt khác, ngoài các dạng lò nung liên hoàn như Hoffman và Bull’s Trench, vốn chỉ thích hợp để sản xuất trên quy mô lớn, còn có một loại lò nung mới có tên gọi là lò trục thẳng đứng (VSBK) rất phù hợp với các hộ sản xuất nhỏ tại Đông Á và Nam Á.

6. Loại trừ ẩm cho gạch chưa nung:

Gạch chưa nung thường chứa một hàm lượng nước khá lớn. Chính vì vậy, ở những vùng có khí hậu khô, nhà sản xuất cần tận dụng ánh sáng và không khí ban ngày để loại trừ hết hơi nước và tạp chất có trong gạch, từ đó giúp cho quá trình nung diễn ra nhanh hơn và ít tiêu tốn năng lượng hơn.

7. Phơi khô củi đốt:

Khác với các nhà máy công nghiệp thường chỉ sử dụng nhiên liệu như dầu mỏ, khí đốt để vận hành, cho đến nay, các nhà máy sản xuất gạch vẫn thường chỉ sử dụng than củi để nung. Đối với loại nhiên liệu này, phơi khô là công tác bắt buộc để đảm bảo hiệu quả cháy tối đa cũng như hạn chế đến mức thấp nhất tình trạng gián đoạn sản xuất do củi không bắt lửa. Mặt khác, những khúc gỗ lớn và dày sẽ cho ngọn lửa mạnh và kéo dài hơn so với những cành nhỏ còn xanh.

8. Kiểm soát nhiệt độ lửa và thời gian nung:

Trong quy trình sản xuất gạch, nhiệt độ lửa của lò cần được giữ ổn định và được tăng dần dần cho đến khi đạt mức quy định. Việc tăng nhanh nhiệt độ lửa sẽ gây lãng phí nhiệt lượng, thậm chí là làm hỏng cả mẻ gạch. Mặt khác, việc giảm nhiệt độ chỉ được tiến hành sau khi công tác nung đã hoàn tất. Ví dụ, với quy mô nung là 40 nghìn viên gạch, nhiệt độ lửa chỉ được điều chỉnh giảm sau 2 – 3 ngày cho đến khi không còn hơi nước đọng lại ở nắp lò. Sau đó, việc nung vẫn được tiếp tục thêm 4 – 6 ngày để lớp gạch ở phía trên cùng có thể chuyển sang màu đỏ tiêu chuẩn. Cuối cùng, ngọn lửa được giữ thêm một ngày nữa với nắp lò được niêm phong cẩn thận. Bất cứ sự sơ suất nào trong công tác điều chỉnh lửa đều có thể tạo nên những tổn thất lớn về năng lượng.

9. Lưu trữ thông tin tiêu thụ năng lượng:

Nhà sản xuất sẽ không thể nào nắm được hiệu quả tiết kiệm năng lượng thu được nếu không lưu trữ cẩn thận thông tin tiêu thụ năng lượng tổng thể cũng như của từng ứng dụng, từng khâu sản xuất với một bộ công cụ xử lý dữ liệu mạnh. Hiện nay, có rất nhiều phần mềm trên thị trường có thể hỗ trợ đắc lực cho doanh nghiệp để thực hiện nhiệm vụ này, không chỉ ở khía cạnh so sánh giữa hai mẻ sản xuất, hai nhà máy riêng biệt mà còn đưa ra cả những điển hình tiết kiệm năng lượng trong ngành trên phạm vi thế giới.

10. Sử dụng chất thải nông nghiệp thay cho than củi:

Tuy không có tính ưu việt về mặt nhiệt lượng so với than củi, song các nhà máy sản xuất gạch có thể tham khảo việc sử dụng chất thải nông nghiệp như trấu, tro, bã ngô, bã mía, phân động vật thay thế cho than củi. Đây đều là những nguồn nhiên liệu tự nhiên, hoàn toàn miễn phí và không gây ô nhiễm môi trường. Nếu được sử dụng hợp lý, doanh nghiệp có thể tiết kiệm một lượng lớn chi phí mua than củi, đồng thời tăng cường trách nhiệm môi trường của mình.

Anh Tuấn (Theo Practical Action)