Ngành công nghiệp xi măng đang trải qua quá trình chuyển đổi mạnh mẽ nhằm giảm tác động đến môi trường. Một nghiên cứu mới từ Heidelberg Materials đã cung cấp những hiểu biết quan trọng về cách điện khí hóa và công nghệ thu giữ carbon (CCS) có thể thay đổi quá trình sản xuất xi măng, giúp ngành này trở nên bền vững hơn.
José Aguirre Castillo, kỹ sư quy trình tại Heidelberg Materials Cement Sweden và nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học Umeå, đã thực hiện một nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của CCS và điện khí hóa đến quá trình hình thành clinker - thành phần quan trọng trong xi măng. Trong luận án tiến sĩ của mình, ông đã tiến hành các thí nghiệm tiên tiến và phân tích khoáng vật học để đánh giá cách công nghệ mới có thể thay đổi quá trình sản xuất xi măng.
Nghiên cứu của Aguirre Castillo tập trung vào cách các công nghệ CCS như nung plasma điện khí hóa, đốt oxyfuel và chu trình canxi ảnh hưởng đến clinker trong sản xuất xi măng. Những công nghệ này tạo ra môi trường có mức CO₂ cực cao - một yếu tố có tác động lớn đến cách các khoáng chất phản ứng ở nhiệt độ cao.
Bằng cách sử dụng tia X nhiệt độ cao tiên tiến, nghiên cứu đã chỉ ra rằng đá vôi biến đổi theo cách khác biệt trong những điều kiện này, ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của các khoáng chất chính trong xi măng. Một trong những phát hiện quan trọng là mức CO₂ cao giúp thúc đẩy sự hình thành C3S - một khoáng chất thiết yếu để tạo độ bền sớm cho xi măng, nhưng lại rất tốn năng lượng để sản xuất. Điều này có thể giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, tiết kiệm năng lượng và nâng cao chất lượng xi măng.
Một trong những kết quả nổi bật của nghiên cứu là cách tối ưu hóa nguyên liệu thô để phù hợp với điều kiện sản xuất mới. Bằng cách điều chỉnh thành phần và kích thước hạt, các nhà khoa học có thể cải thiện khả năng cháy của nguyên liệu, giúp giảm tiêu thụ năng lượng và tạo ra clinker có tính phản ứng cao hơn. Sự gia tăng tính phản ứng này mở ra cơ hội pha loãng xi măng với các chất kết dính thay thế, chẳng hạn như puzzolan tự nhiên, giúp giảm lượng clinker cần sử dụng và giảm đáng kể lượng khí thải carbon.
Kết quả cho thấy mức CO₂ cao có thể thúc đẩy các phản ứng ở nhiệt độ cao. Bằng cách tận dụng điều này, chúng tôi đã tối ưu hóa vật liệu với kết quả khả quan, vừa cải thiện chất lượng sản phẩm vừa giảm tác động đến môi trường, Aguirre Castillo cho biết.
Ngoài việc cải tiến quá trình hình thành clinker, nghiên cứu cũng đưa ra phương án tích hợp công nghệ thu giữ CO₂ vào dây chuyền sản xuất xi măng hiện có. Quan trọng hơn, nghiên cứu chứng minh rằng có thể tối ưu hóa công nghệ này mà không làm giảm chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Những phát hiện này không chỉ mở ra cơ hội phát triển sản xuất xi măng bền vững hơn mà còn có tiềm năng đóng góp vào một trong những bước chuyển đổi quan trọng nhất của ngành công nghiệp vật liệu xây dựng. Với những cải tiến công nghệ như CCS và điện khí hóa, ngành Xi măng đang từng bước tiến gần hơn đến mục tiêu giảm phát thải carbon mà vẫn đảm bảo chất lượng và hiệu suất sản phẩm.
VLXD.org (TH/ Cemnet)
Ý kiến của bạn