BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

TIỂU LUẬN HỌC PHẦN
NGĂN NGỪA Ô NHIỄM CÔNG NGHIỆP
BAT NGÀNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN NPK
GV giảng dạy: PGS. TS. Lê Thanh Hải
Nhóm thực hiện: nhóm 21
Phạm Hồng Hải - 1280100038
Huỳnh Ngô Công Linh - 1280100055
Vũ Thị Thúy - 201210030
Trần Quốc Tuấn
TP. Hồ Chí Minh, tháng 6/2013
Trang 1
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
MỤC LỤC
2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BAT 3
1.1BAT là gì? 3
1.2Thứ bậc ưu tiên các nội dung trong thực hiện BAT 4
1.3Quy trình áp dụng BAT 5
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN VÔ CƠ NPK 6
2.1Tình hình sản xuất và tiêu thụ phân bón hóa học 6
2.2Quy trình sản xuất phân bón NPK 11
2.3Nguyên liệu sử dụng 17
2.4Vấn đề môi trường 18
CHƯƠNG 3: SẢN XUẤT SẠCH HƠN TRONG NGÀNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN
NPK 21
3.1Sản xuất sạch hơn trong ngành sản xuất phân bón NPK 21
3.2Những ưu điểm của SXSH so với sản xuất thông thường 24

tế.
Khía cạnh thứ nhất chú trọng vào khả năng công nghệ. Còn khía cạnh thứ hai
quan tâm đến nhu cầu môi trường. Và hai khía cạnh này đều được quan tâm trong
việc phát triển một hệ thống thông tin trao đổi về BAT của IPPC.
Theo UNIDO, BAT đề cập đến những công nghệ sản xuất có tác dụng tốt nhất
hiện có trong việc bảo vệ môi trường nói chung, có khả năng triển khai trong các
điều kiện thực tiễn về kinh tế, kỹ thuật, có quan tâm đến chi phí trong việc nghiên
cứu, phát triển và triển khai bao gồm thiết kế, xây dựng, bảo dưỡng, vận hành và
Trang 3
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
loại bỏ công nghệ (UNIDO, 1992). BAT còn giúp đánh giá tiềm năng áp dụng sản
xuất sạch hơn.
1.2 Thứ bậc ưu tiên các nội dung trong thực hiện BAT
Trong khái niệm BAT, các kỹ thuật ngăn ngừa ô nhiễm được ưu tiên chú trọng
hơn các kỹ thuật xử lý cuối đường ống. Cụ thể thứ bậc ưu tiên thực hiện các nội
dung thuộc BAT như sau:
1. Sử dụng công nghệ phát sinh ít chất thải;
2. Sử dụng ít hợp chất nguy hại hơn;
3. Tái sinh và quay vòng hơn nữa các hợp chất phát sinh và sử dụng cho chính quy
trình hay cho chính chất thải ở bất cứ nơi nào phù hợp;
4. Những quy trình, phương tiện hoặc phương pháp có thể so sánh được đang được
phát triển áp dụng thành công cho quy mô công nghiệp;
5. Cải tiến và thay đổi công nghệ dựa trên nền tảng thức và hiểu biết về khoa học;
6. Bản chất, tác động và lượng chất thải phát sinh cần quan tâm;
7. Hạn thử nghiệm vận hành những hoạt động mới hoặc hiện hữu;
8. Thời hạn cần để có thể giới thiệu kỹ thuật tốt nhất có thể áp dụng;
9. Mức tiêu thụ tài nguyên và nguyên liệu (kể cả nước) sử dụng cho quy trình sản
xuất và hiệu suất năng lượng của chúng;
10. Nhu cầu cần ngăn ngừa hay giảm thiểu tác động toàn diện của các phát thải ra
môi trường và các rủi ro của chúng;

Bước 5: Áp dụng BAT
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT PHÂN BÓN
VÔ CƠ NPK
2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ phân bón hóa học
Công nghệ sản xuất phân bón hóa học là một ngành rất quan trọng, có vai trò
lớn trong việc phát triển nông nghiệp, đảm bảo nguồn lương thực cho con người.
Sản xuất phân bón hóa học là một ngành phát triển rất nhanh và chiếm một tỉ phần
hàng hóa lớn của công nghệ hóa học. Song song với việc gia tăng lượng phân bón
tiêu thụ thì việc tăng sản lượng và chủng loại phân bón vô cơ cũng được phát triển
không ngừng.
Hình 2.1. Tình hình tiêu thụ phân bón trên thế giời 1960 - 2000 (IFA, 2002)
Các loại phân bón vô cơ chủ yếu:
Trang 6
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
- Phân bón đơn: là phân bón chỉ chứa 1 trong 3 nguyên tố chủ yếu N, P, K. Phân
đơn gồm 3 loại chủ yếu: phân đạm (Urea CO(NH
2
)
2
, Amoni sulfat (NH4)
2
SO
4
,
Amoni clorua, Amoni nitrat…), phân lân (supephotphat đơn, supephotphat kép),
phân kali (kali clorua, kali sulfat).
- Phân bón hỗn hợp: là những loại phân có chứa ít nhất là 2 dưỡng chất, thường
được gọi là phân bón NPK. Hàm lượng dinh dưỡng trong phân theo thứ tự là N, P,
K được tính theo nồng độ phần trăm. Ví dụ: Phân NPK 16-16-8 tức là trong 100 kg
phân có 16 kg N, 16 kg P

), 12% kali (K
2
O),3% magiê (MgO), 20% lưu
huỳnh (SO
3
) và 0,1% bo (B). Lượng chất dinh dưỡng điển hình (N + P
2
O
5
+ K
2
O)
thông thường nằm trong khoảng 30 - 60%.
Trên thế giới, tỷ lệ sản xuất các loại phân NPK ngày càng tăng do tính tiện
dụng của loại phân này. Năm 1994, tổng số phân NPK sản xuất ra chiếm 29% tổng
số phân hóa học các loại. Năm 2005, tỷ lệ sản xuất phân NPK tăng lên chiếm
khoảng 35% tổng số phân hóa học được sản xuất ra (tương ứng khoảng 140 triệu
tấn).
Trang 7
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
Tính cho 1000 tấn dinh dưỡng
N P
2
O
5
K
2
O
NPK 2171 1739 2253
NP 461 807 0

Pháp
Roullier Group
CFPR St Malo 250
CFPR Tonnay-
Charente
200
Grande Paroisse
Grand-
Quevilly/Rouen
400
200
CEDEST Mont Notre Dame 150
Yara France Montoir 500
Pec-Rhin Ottmarsheim 200
S.Engrais
Chim.Orga.
Seco Ribecourt 300
Roullier Group Sète 200
Đức Compo Krefeld 250
Hy Lạp PFI Kavala 270
Hungary
Kemira GrowHow
Kft
Veszprem 200
Ý Yara Italy Ravenna 480
Roullier Group Ripalta 200
Trang 9
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
Lithuania
Kemira

Vương quốc
Liên hiệp
Anh
Kemira Grow How Ince 630
Trang 10
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
Bảng 2.2. Tổng quan các nhà máy sản xuất phân bón NPK lớn trong EU-25 với
công suất lớn hơn 150.000 tấn mỗi năm (tháng 2/2006).
2.2 Quy trình sản xuất phân bón NPK
Tùy theo nhu cầu sử dụng mà thành phần trong phân bón NPK cũng khác
nhau. Thông thường NPK được sản xuất theo 02 phương pháp cơ bản sau: phương
pháp pha trộn các hỗn hợp axit và quá trình nitrophosphate. Mặc dù quá trình
nitrophosphate đòi hỏi sự đầu tư cao hơn và tích hợp với các quá trình sản xuất
phân bón khác, nhưng nó có thể làm tăng thành phần P trong sản phẩm mà không
cần sử dụng H
3
PO
4
. Ở Châu Âu, có 5 nhà máy hoạt động theo quy trình này là:
BASF (Antwerp), AMI (Linz), Lovochemie (Lovosice), Yara (Porsgrunn), Yara
(Glomfjord). Mỗi nhà máy đều có công suất hoạt động khác nhau từ vài trăm đến
hơn 3.000 tấn mỗi ngày. Một nhà máy có công suất sản xuất điển hình trung bình
khoảng 50 tấn/giờ (1.200 tấn mỗi ngày hoặc 350.000 tấn mỗi năm).
Phân bón NPK có thể được sản xuất theo 4 cách cơ bản sau:
- Sản xuất bằng phương pháp pha trộn hỗn hợp axit, mà không cần phân hủy đá
phosphate.
- Sản xuất bằng phương pháp pha trộn hỗn hợp axit có phân hủy đá phosphate.
- Sản xuất bằng quá trình nitrophosphate.
- Pha trộn cơ học nhiều thành phần dinh dưỡng.
Quy trình pha trộn cơ học để sản xuất phân bón NPK được chia thành 07 công

Điện
Bụi
Bụi
Điện
Nước
Chất phụ gia
Than
Dầu
Điện
Điện
Bụi
Bụi
Bụi
Bụi
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
2.2.1 Nghiền nguyên liệu
Nguyên liệu ban đầu cho sản xuất NPK hầu hết tồn tại ở dạng hạt bao gồm các
nguyên liệu chính sau:
- Nguyên liệu chứa đạm (N): Ure, Ure amonia nitrate, Amonia nitrate, Amonia
sulfat, Amonia clorua.
- Nguyên liệu chứa lân (P): superphosphat đơn, superphosphat kép.
- Nguyên liệu chứa Kali: kali clorua, kali sulfat.
Mục đích của quá trình nghiền nguyên liệu nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật về
độ mịn (<2mm), tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vê viên tạo hạt đồng thời sản
phẩm sau này có hình thức đẹp, tăng độ cứng cũng như bảo đảm đồng đều các
thành phần trong hạt và đảm bảo chất lượng phân.
Trang 13
Hình 2.3. Quy trình sản
xuất phân bón NPK bằng
phương pháp trộn cơ học

3- Bọc tạo áo sản phẩm
Quá trình tạo mầm hạt sản phẩm được thực hiện trong khoảng 10-15 phút, cho
đến khi các hạt có kích thước đồng đều nhau (1,5 – 2,0 mm). Kích thước và độ
đồng nhất của mầm hạt là nhân tố quan trọng quyết định kích cỡ và độ đồng đều
Trang 14
Hình 2.4. Máy sấy thùng quay
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
của sản phẩm cuối cùng. Các hạt nhỏ sau sàng được tuần hoàn lại cũng có khả
năng tạo mầm, chính các hạt này giúp quá trình hình thành mầm nhanh hơn và
nhiều hơn.
Qúa trình nâng kích thước hạt được tiến triển như sau: các hạt nhỏ khi chuyển
động vào vị trí phun nước, sẽ được tạo một lớp ngoài ẩm (vị trí này thường nằm
thấp hơn vị trí hạt bắt đầu lăn xuống một chút – khoảng 1/5 đường kính thiết bị),
sau đó khi lăn xuống phần đáy thiết bị sẽ được bám thêm 1 lớp bột nguyên liệu, hạt
theo lực ma sát, lực li tâm sẽ lăn lên trên phía đỉnh thiết bị, quá trình lăn do hạt
quay theo nhiều chiều vì vậy lớp bột bị ép chặt vào hạt, khi hạt lăn vào khu phun
nước quá trình như trên tiếp tục xảy ra, như vậy hạt ngày càng to lên, và có xu
hướng nổi lên trên bề mặt hỗn hợp và tự trào ra ngoài thiết bị. Như vậy quá trình
cấp liệu là liên tục, cấp nước là liên tục và bán thành phẩm tạo ra cũng liên tục.
Bọc tạo áo sản phẩm bằng lớp nguyên liệu khô và mịn, cấp vào phần vành
ngoài thiết bị tạo hạt đĩa quay trước khi lấy sản phẩm ra. Màu sắc nguyên liệu bọc
áo chính là yếu tố quyết định màu sắc của sản phẩm cuối cùng. Hạt NPK sau đó sẽ
chuyển xuống băng tải đưa sang công đoạn sấy.
2.2.4 Sấy
Mục đích của công đoạn sấy là
tạo độ ẩm của hạt theo yêu cầu (2-
4%) để làm tăng độ cứng, tránh
hiện tượng kết khối hạt. Sau quá
trình vê viên tạo hạt, NPK bán
thành phẩm có độ ẩm khoảng 4,5 –

2.2.6 Làm nguội
Sản phẩm NPK sau quá trình sàng phân loại có nhiệt độ khoảng 70-80
o
C và
kích thước 2-5mm, độ ẩm 2 - 4%, được đưa vào thiết bị làm nguội có dạng thùng
quay. Thùng quay được thiết kế đặt nghiêng, sản phẩm chuyển dịch từ đầu thùng
(cửa vào) đến cuối thùng (cửa ra). Không khí được quạt hút vào thùng và đi ngược
chiều với sản phẩm và làm hạ nhiệt độ của sản phẩm từ 70 - 80
o
C xuống còn 30
o
C.
Khí sau khi ra khỏi thùng làm nguội cũng chứa lượng lớn bụi sản phẩm. Do trong
quá trình sấy, hạt NPK được tích nhiệt nên quá trình bay hơi nước tiếp tục xảy ra
tại băng tải sau sấy, tại sàng bán thành phẩm và tại thiết bị làm nguội để ra sản
phẩm cuối cùng có độ ẩm 0,6 – 1,5% (theo chuẩn quốc tế là 0,6 – 0,8%).
2.2.7 Đóng bao
Quá trình cân đóng bao thủ công thường được thực hiện bởi 4-5 nhân công trên
một công đoạn đóng bao. Sản phẩm từ xilo chứa được cho tháo chảy xuống bao
chứa đã hứng phía dưới và đặt trên một cân định lượng, tiếp đó đóng miệng bao
sản phẩm bằng máy may tay. Sản phẩm NPK sau khi làm nguội được băng tải đưa
vào xilô thành phẩm, sau đó được cân và đóng bao. Đối với từng cơ sở, quy trình
cân và đóng bao được làm tự động hoặc thủ công. Thông thường các bao sản phẩm
NPK có trọng lượng là 25kg hoặc 50kg.
Trang 16
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
2.3 Nguyên liệu sử dụng
Nguyên liệu sử dụng trong quá trình sản xuất phân bón NPK bằng phương
pháp trộn cơ học gồm: nguyên liệu chính, chất phụ gia, điện, nước, bao bì, than,
dầu.

năng tiêu thụ dao động từ 25 - 40 kWh/tấn sản phẩm. Do các công nghệ khác nhau
nên mức tiêu thụ điện năng cũng khác nhau. Một số nhà máy có cấp liệu tự động,
các khâu khác cũng được cơ giới hóa và tự động hóa cao, trong khi đó vẫn có một
số công ty khác thì làm thủ công hay cấp liệu bằng bánh răng định lượng. Tuy
nhiên, đối với các nhà máy hiệu suất vê viên thấp, tỷ lệ các hạt có kích thước trên
và dưới sàng cao (>5mm và<2mm) thì tiêu tốn điện năng lớn và ngược lại.
- Nước:
Nước dùng để tạo độ ẩm cho nguyên liệu trong quá trình vê viên, tạo hạt. Nước
được cấp dưới dạng tưới nhỏ giọt hoặc phun sương. Ngoài ra nước còn được dùng
cho hệ thống xử lý khí. Lượng nước tiêu thụ 40 - 60m
3
/tấn sản phẩm
- Dầu:
Dầu để dùng cho quá trình sấy. Lượng dầu tiêu thụ ở một số công nghệ tốt là
18 - 23 lít/tấn, công nghệ trung bình là 20 - 25 lít/tấn sản phẩm. Nguyên nhân là do
công nghệ tốt các hạt có kích thước đồng đều hơn, tỷ lệ các hạt có kích cỡ quá lớn
hoặc quá nhỏ thấp (20 - 40%) còn đối với công nghệ trung bình hiện nay là 30 -
50%.
Nguyên liệu Đơn vị Mức trung bình
Nguyên liệu chính (Ure,
AN, UAN,
superphosphat, KCl,
K
2
SO
4
…)
kg 1020 - 1060
Điện kwh 25 - 40
Nước lít 40 - 60

Sử dụng nước
Sử dụng các phụ gia
Phát sinh tiếng ồn
Phát thải bụi
Ô nhiễm bụi, NH
3
, NO
x
ảnh
hưởng tới chất lượng môi
trường không khí
Gây ồn và mùi cho khu vực
xung quanh.
Sấy
Tiêu tốn nhiệt (dầu FO)
Phát sinh tiếng ồn
Phát thải bụi
Phát sinh khí thải (từ quá trình
đốt dầu FO).
Ô nhiễm bụi, NH
3
, NO
x
ảnh
hưởng tới chất lượng môi
trường không khí
Gây ồn và mùi cho khu vực
xung quanh và người lao
động.
Sàng

- Chuẩn bị nguyên liệu (nghiền nguyên liệu): nguyên liệu ban đầu hầu hết có độ
ẩm thấp, khi phối trộn với nhau theo phương pháp cơ học sẽ gây ra lượng bụi đáng
kể, gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người công nhân.
- Sấy: đây là nguồn phát sinh bụi và khí thải có hại như SOx, CO, trong dây
chuyền sản xuất NPK. Khí thải này cũng cuốn theo bụi sản phẩm từ máy sấy.
Nhiên liệu đốt cho lò sấy thùng quay là dầu DO. Ngoài ra trong quá trình sấy do sự
thăng hoa của phân đạm sẽ sản sinh ra khí NH
3
.
- Sàng: là công đoạn phát sinh ra nhiều bụi nhất do các hạt nhỏ và khô bị làm tung
lên.
- Làm nguội: bụi sản phẩm bị cuốn ra môi trường theo dòng không khí làm mát
sau khi ra khỏi thiết bị làm nguội thùng quay.
- Đóng bao sản phẩm: sản phẩm được chứa trong xilô được tháo xuống bao phát
sinh bụi.
- Hệ thống băng tải: đây là nguồn bề mặt phát sinh bụi.
STT Công đoạn Thông số Giá trị Đơn vị
1 Nghiền, phối trộn Bụi 230-350 mg/m3
2 Tạo hạt Bụi 220-380 mg/m3
Trang 20
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
3 Sấy, sàng Bụi 100-290 mg/m3
4 Đóng bao Bụi 250-400 mg/m3
Bảng 2.5. Đặc trưng bụi trong nhà máy sản xuất NPK
Nước thải phát sinh chủ yếu từ quá trình xử lý khí thải. Tại tháp hấp thụ, nước
có tác dụng hấp thu bụi. Tuy nhiên lượng nước thải này có thể tái sử dụng triệt để
bằng cách để lắng và sử dụng tuần hoàn lại, bùn nhão phơi khô và được tuần hoàn
lại thiết bị trộn.
Ngành sản xuất phân bón NPK làm phát sinh chất thải rắn bao gồm một số loại
đơn giản, chủ yếu là bùn cặn sinh ra do quá trình xử lý nước thải và khí thải, bụi

quá trình phun ẩm sẽ làm giảm phát tán bụi trong công đoạn này và công đoạn vê
viên tạo hạt. Nước ở quá trình xử lý khí tuần hoàn lại để sử dụng cho quá trình này
vừa có thể tận dụng nước và nhiệt trong nước xử lý khí để nâng nhiệt cho quá trình
phối liệu, nâng cao hiệu suất tạo hạt, đồng thời tận thu các chất dinh dưỡng trong
nước xử lý khí.
3.1.2 Tối ưu hóa tốc độ quay và độ nghiêng của đĩa
Công nghệ sản xuất phổ biến hiện nay là công nghệ vê viên kiểu đĩa. Nguyên
tắc của việc tạo hạt là dựa trên 03 lực cơ bản:
- Lực ly tâm
- Trọng lực của các hạt
- Lực ma sát giữa hạt và bề mặt đĩa
Khi thay đổi góc nghiêng và tốc độ
quay của đĩa sẽ cho các kết quả khác
nhau về năng suất và hiệu suất tạo hạt.
Quá trình tạo hạt đạt hiệu suất cao nhất
nếu góc nghiêng của đĩa là 48
o
, ứng
với vận tốc quay là 11 vòng/phút (đĩa
có đường kính 4m).
3.1.3 Thay đổi vật liệu chế tạo đĩa vê viên, tạo hạt
Thông thường vật liệu dùng để chế tạo đĩa vê viên tạo hạt được làm từ thép
CT3. Sau một thời gian sử dụng bề mặt trong của đĩa bị ăn mòn và bị nhám. Trong
quá trình tạo hạt, các hạt được hình thành một phần là do quá trình lăn trượt trên bề
mặt đĩa. Vì vậy, khi bề mặt đĩa bị nhám, sẽ gây nên hiện tượng nguyên liệu bị dính
Trang 22
Hình 3.1. Máy tạo hạt dạng đĩa
BAT trong ngành sản xuất phân bón NPK
chặt và kết khối trên bề mặt đĩa, làm giảm khả năng lăn trượt, từ đó làm giảm hiệu
suất tạo hạt.

bánh, khó sử dụng. Để khắc phục tình trạng trên, nên sử dụng các loại bao bì hai
lớp PP, PE hoặc bao PP tráng PE, sẽ làm giảm khả năng hút ẩm vào sản phẩm.
STT Hạng mục Hiện trạng
Lợi ích khi áp
dụng SXSH
1 Nguyên liệu
Bụi thất thoát khoảng 5-15%
(5-15kg/tấn sản phẩm) nếu
không có hệ thống thu hồi bụi
Giảm tiêu thụ
nguyên liệu 5-15%
Giảm ô nhiễm
không khí do bụi
2 Năng lượng
Hạt loại bỏ sau sàng tuần hoàn
lại lớn 30-50% trong khi các
nhà máy tốt hiện nay là 20-40%
Giảm tiêu thụ điện,
nhiệt 10-20% khi
nâng cao hiệu suất
vê viên, tạo hạt.
3 Khí thải
Bụi, mùi tại các khu vực sản
xuất do hệ thống thu hồi và xử
lý bụi và khí chưa tốt. Hệ thống
phối trộn, đóng bao thủ công.
Giảm bụi, mùi
Bảng 3.1. Tiềm năng SXSH trong sản xuất NPK
3.2 Những ưu điểm của SXSH so với sản xuất thông thường
Công đoạn Sản xuất thông thường Sản xuất sạch hơn

- Độ ẩm của quá trình vê
viên không ổn định, cao quá
hoặc thấp quá  giảm năng
suất tạo hạt
- Dùng nước sạch để tạo độ
ẩm cho quá trình tạo hạt 
tiêu tốn nước
đĩa vê viên là 11 vòng/phút và
độ nghiêng của đĩa là 48
o
- Thay đổi vật liệu chế tạo
đĩa vê viên là inox  Tránh
hiện tượng ăn mòn và giữ cho
bề mặt đĩa vê viên luôn phẳng,
ma sát thấp, thuận lợi cho quá
trình lăn trượt của vật liệu,
năng suất tạo hạt cao hơn
- Khống chế độ ẩm tối ưu
nhất cho quá trình này là từ 4 -
6%,  hiệu quả tạo hạt cao
nhất
- Tận dụng lại nước và nhiệt
trong nước xử lý khí thải để
tạo độ ẩm cho quá trình tạo
hạt  giảm lượng nước tiêu
thụ và nước thải
Sấy, sàng, làm
nguội
- Phát sinh nhiều bụi và khí
độc hại do sử dụng than và