CHƯƠNG I: SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TRONG CÁC DOANH NGHIỆP KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN THAN 1. Tổng quan về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả Năng lượng: bao gồm nhiên liệu, điện năng, nhiệt năng thu được trực tiếp hoặc thông qua chế biến từ các nguồn tài nguyên năng lượng không tái tạo và tái tạo. Năng lượng là nguồn động lực duy trì sự tồn tại và phát triển của tất cả các ngành kinh tế. Do đó, năng lượng nói chung luôn đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống chúng ta và quá trình sản xuất, sự khan hiếm và thiếu hụt năng lượng là một trong những nguyên nhân lớn làm hạn chế việc nâng cao chất lượng cuộc sống và kìm hãm sự phát triển kinh tế xã hội.
Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả: là việc áp dụng các biện pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm tổn thất, giảm mức tiêu thụ năng lượng của phương tiện, thiết bị mà vẫn bảo đảm nhu cầu, mục tiêu đặt ra đối với quá trình sản xuất và đời sống. (Nguồn: Luật “Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” số 50/2010/QH12 ngày 17/6/2010) - Sử dụng năng lượng tiết kiệm nghĩa là: sử dụng năng lượng không lãng phí, sử dụng những thiết bị ít tiêu hao năng lượng, hạn chế tối đa việc tiêu thụ năng lượng không cần thiết, không đúng cách (ví dụ: tắt thiết bị điện khi không có nhu cầu sử dụng, tắt bớt đèn chiếu sáng khi không cần thiết,. - Sử dụng năng lượng hiệu quả nghĩa là: sử dụng phù hợp với mục đích, giảm mức tiêu thụ năng lượng cho cùng một nhu cầu, một công việc hoặc một đơn vị sản phẩm song vẫn đạt nục đích sử dụng (ví dụ: để chiếu sáng, dùng 1 bóng đèn huỳnh quang Compact công suất 20W thay cho 1 bóng đèn sợi đốt có công suất 80-100 W đã giảm được 80% điện năng mà vẫn đảm bảo độ chiếu sáng như nhau,. Một cách khái quát nhất, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là sử dụng hết ít năng lượng nhất mà vẫn đạt được kết quả như yêu cầu hoặc đạt được sự mong muốn của công việc.
Bằng việc tiết kiệm năng lượng, nâng hiệu quả sử dụng năng lượng, các cá nhân, hộ gia đình, tập thể cơ quan, đơn vị doanh nghiệp sẽ tiết kiệm được chi phí, đồng thời góp phần tiết kiệm được tài nguyên của đất nước, bảo vệ môi trường 1. Khái quát về công nghệ sản xuất 1. Nguồn gốc và phân loại than Than có nguồn gốc sinh hóa từ quá trình trầm tích thực vật trong các đầm lầy cổ các đây hàng trăm triệu năm. Khi các lớp trầm tích bị chôn vùi, do sự gia tăng nhiệt độ, áp suất, cộng với điều kiện thiếu oxy nên thực vật (thực vật chứa một lượng lớn cellulose, hợp chất chứa C, O, H) chỉ bị phân hủy một phần.
Dần dần, 13 hydro và oxy tách ra dưới dạng khí, để lại khối chất giàu cacbon là than. Sự hình thành than là một quá trình lâu dài và phải trải qua hàng chuỗi các bước. Ở từng giai đoạn và tùy thuộc từng điều kiện (nhiệt độ, áp suất, thời gian v.) hình thành các dạng than khác nhau tuỳ theo hàm lượng cacbon tích lũy. Căn cứ vào khả năng sinh nhiệt, hàm lượng cacbon và độ tro, người ta phân thành nhiều loại than.
Mỗi loại than có những ưu, nhược điểm riêng và nhìn chung, không thể thay thế cho nhau được. Trong cơ cấu sử dụng năng lượng, than được coi là nguồn năng lượng truyền thống và cơ bản. Than được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. Trước đây, than được dùng làm nhiên liệu trong các máy hơi nước, đầu máy xe lửa; sau đó, than được dùng làm nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện, than được cốc hoá làm nhiên liệu cho ngành luyện kim.
Gần đây, nhờ sự phát triển của công nghiệp hoá học, than được sử dụng như là nguồn nguyên liệu để sản xuất ra nhiều loại dược phẩm, chất dẻo, sợi,. Trữ lượng than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lượng dầu mỏ và khí đốt. Người ta ước tính có trên 10 nghìn tỷ tấn, trong đó trữ lượng có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn mà 3/4 là than đá. Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5 thuộc về Trung Quốc (tập trung ở phía Bắc và Đông Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở các bang miền Tây), LB Nga (vùng Ekibát và Xibêri), Ucraina (vùng Đônbat), CHLB Đức, Ấn Độ, Australia (ở hai bang Queensland và New South Wales), Ba Lan.
Phụ thuộc vào khả năng sinh nhiệt, hàm lượng cacbon và độ tro, người ta phân thành nhiều loại than. Mỗi loại than có những ưu, nhược điểm riêng và nhìn chung, không thể thay thế cho nhau được. Than nâu hay còn gọi là than non là loại đá trầm tích có màu nâu có thể đốt cháy được, chúng được thành tạo từ quá trình nén cố kết than bùn một cách tự nhiên. Nó là một khối đặc hay xốp, màu nâu, hiếm có màu đen hoàn toàn, thường không có ánh.
Than nâu có độ cứng kém, khả năng sinh nhiệt tương đối ít, chứa nhiều tro (đôi khi đến 40%), độ ẩm cao (35%) và có lưu huỳnh (1- 2%), mức độ biến chất thấp. Khi để lâu ngày thành đống, than bị ôxi hoá, vụn ra thành bột, sinh nhiệt làm cho than tự bốc cháy. Tính chất này gây khó khăn nhiều cho việc bảo quản. Do khả năng sinh nhiệt thấp nên than nâu ít khi được vận chuyển xa, thường sử dụng trong nhiệt điện, cho sinh hoạt, hoặc biến than thành nhiên liệu dạng khí.
Than bán bitum là loại than có mức độ biến chất ở giữa than nâu (lignite) và than mỡ (than bitum), màu nâu sẫm đến đen, mềm và xốp, sáng màu đen tuyền, 14 cứng, có độ ẩm khoảng 30%, nhiệt trị từ 4,6 – 6,4 ngàn kcal/kg. Than bán bitum chủ yếu dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện lò hơi. Than mỡ (than bitum) là một loại than tương đối mềm chứa chất giống như hắc ín hay nhựa đường. Loại than này có chất lượng cao hơn than nâu nhưng thấp hơn than antraxit.
Chúng được hình thành từ quá trình bị nén ép của than nâu , là loại than đá có mức độ hoá than nhất định (ở giai đoạn gần giữa của quá trình biến chất than) thường có màu đen, hiếm hơn là màu đen hơi nâu, có ánh mờ, giòn; khối lượng riêng 1,15 - 1,25 g/cm3; độ ẩm 0,5 - 1,5%; chất bốc 20 - 35%; cacbon (cháy) 85 - 88%; hyđro 4,9 - 5,5%; nhiệt trị 8. Có nhiều loại than mỡ khác nhau tuỳ thuộc vào các thuộc tính của chúng. Khi đem nung không đưa không khí vào đến 900- 1.100°C, than sẽ bị thiêu kết thành một loại cốc rắn chắc và xốp, dùng cho luyện kim. Ngoài ra than mỡ còn dùng để chế các hiđrocacbon thơm cho công nghiệp hóa học.
Than đá là một dạng nhiên liệu hóa thạch được tạo nên sự biến đổi của những thực vật bị chôn vùi dưới lòng đất. Các loài thực vật này sẽ trải qua nhiều giai đoạn biến đổi để chuyển từ than bùn sang than nâu (hay còn gọi là than non). Sau đó, than non sẽ trở thành than bán bitum rồi thành than bitum hoàn chỉnh. Kết quả cuối cùng của quá trình này là than đá được hình thành.
Than đá thường có màu đen, hiếm hơn là màu đen hơi nâu, có ánh mờ. Than đá rất giòn. Có nhiều loại than đá khác nhau tuỳ thuộc vào các thuộc tính của chúng. Khi đem nung không đưa không khí vào (đến 900- 1100°C), than sẽ bị thiêu kết thành một loại cốc rắn chắc và xốp.
Than gầy (hay nửa antraxit) hoàn toàn không bị thiêu kết, không thành cốc, mà có dạng bột, mức độ biến chất cao nhất cùng với antraxit. Than gầy được dùng chủ yếu làm nhiên liệu nồi hơi và cho các nhà máy nhiệt điện. Than antraxit là một loại than đá cứng, ít tạp chất và có hàm lượng carbon và năng lượng cao nhất trong tất cả các loại than. Trong vật lý, than antraxit mang đặc điểm giòn, cứng, có độ bền cao.
Ngoài ra, loại than này ít biến đổi hay bị tác động khi gặp các chất hóa học. Theo nhiều nghiên cứu, than antraxit là trầm tích trong các đầm lầy hình thành từ thời tiền sử khi các loại thực vật bị chết dưới nước và không thể phân hủy trong không khí. Những thực vật này trải qua thời gian dài sẽ bị các bồi tích dần bao phủ. Dưới nhiều tác động từ bên ngoài như áp suất, nhiệt độ… quá trình chuyển hóa thành than hình thành dần.
Ban đầu sẽ là than bùn đến than nâu (tồn tại từ 2,5 – 56 triệu năm), than cứng (hình thành cách ngày nay 360 – 290 năm). Kết quả hình thành than antraxit là khi chúng chịu tác động của áp suất liên tục tăng cao trong 15 một thời gian rất dài và liên tục. Than antraxit có màu đen, ánh kim, đôi khi có ánh ngũ sắc. Đây là loại than không có ngọn lửa, cháy khó và cần thông gió mạnh mới cháy được.
Nó có khả năng sinh nhiệt lớn hơn mọi loại than khác nên được dùng chủ yếu làm nhiên liệu nhiệt lượng cao. Than không tự bốc cháy nên có thể để chất đống lâu ngày, có độ bền cơ học cao, không bị vỡ vụn trong khi chuyên chở. Ngoài ra còn có một số loại than khác (như than bùn.), song giá trị kinh tế thấp. Than bùn được tạo thành từ xác các loài thực vật khác nhau.
Xác thực vật được tích tụ lại, được đất vùi lấp và chịu tác động của điều kiện ngập nước trong nhiều năm. Với điều kiện phân huỷ yếm khí các xác thực vật được chuyển thành than bùn. Trong than bùn có hàm lượng chất vô cơ là 18 – 24%, phần còn lại là các chất hữu cơ. Theo số liệu điều tra của các nhà khoa học, trên thế giới trữ lượng than bùn có khoảng 300 tỷ tấn, chiếm 1,5% diện tích bề mặt quả đất.
Than bùn được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế khác nhau. Trong nông nghiệp than bùn được sử dụng để làm phân bón và tăng chất hữu cơ cho đất. Công nghệ khai thác than a. Công nghệ khai thác Công nghiệp khai thác than xuất hiện tương đối sớm và được phát triển mạnh từ nửa sau thế kỉ XIX.
Công nghệ khai thác than chủ yếu hiện nay là công nghệ khai thác lộ thiên và công nghệ khai thác hầm lò, trong đó công nghệ khai thác lộ thiên gây nhiều tác động tới môi trường, nhất là phá hủy bề mặt, cảnh quan, chất thải rắn, bồi lấp sông suối trong khu vực.